Perhitungan Beban Kalor Pada Boiler PLTU

Misalkan siklus Rankine pembangkit listrik tenaga uap sederhana seperti yang divisualisasikan dalam gambar di bawah. Pembangkit terdiri dari boiler (superheater, evaporator dan economizer), turbin dengan generator, kondensor dan pompa. Siklus Rankine terdiri dari proses berikut:

• 1-2: Ekspansi uap tekanan tinggi di turbin (isentropik)
• 2-3: Kondensasi uap tekanan rendah di kondensor (isobarik dan isotermal)
• 3-4: Kompresi air di pompa umpan (isentropik)
• 4-5: Pemanasan air di economizer pada tekanan tinggi (isobarik)
• 5-6: Penguapan air di evaporator pada tekanan tinggi (isobarik)
• 6-1: Pemanasan uap di superheater pada tekanan tinggi (isobarik)

Prosesnya dapat divisualisasikan dengan menggambar proses menjadi diagram T-s. Karena prosesnya diasumsikan isentropik, ekspansi dan kompresi garis benar-benar vertikal. Jika kerugian dalam turbin dan pompa dipertimbangkan, garis vertikal akan sedikit miring sehingga entropi meningkat.

Perhitungan Beban Kalor

Ketika parameter uap dan aliran massa telah ditentukan, beban kalor dari kalor unit heat exchanger dapat dihitung. Beban kalor (φ) adalah kalor yang dipindahkan oleh heat exchanger (dihitung dalam kW).

Evaporator

φ_EVAP = m_SH(h”-h_ECO2) + m_BD(h’-h_ECO2)

• m_SH = Laju aliran uap sebelum ke superheater (kg/s)
• h” = Entalpi spesifik uap jenuh pada tekanan steam drum (kJ/kg)
• h_ECO2 = Entalpi spesifik setelah economizer
• m_BD = Laju aliran massa air blowdown dari steam drum
• h’ = Entalpi spesifik air jenuh pada tekanan steam drum

Superheater

φ_SH = m_SH(h_out-h”) ; h_out = entalpi keluar dari superheater

Reheater

φ_RH = m_RH(h_RH2 – h_RH1)

• h_RH2 = entalpi keluar reheater
• h_RH1 = entalpi masuk reheater

Economizer

φ_ECO = m_ECO(h_ECO2 – h_ECO1)

• h_RH2 = entalpi keluar Economizer
• h_RH1 = entalpi masuk Economizer

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR KONVERSI ENERGI LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Tier, Sebastian. 2003. Steam Turbine Technology 2^nd Edition. Helsinki: Helsinki University of Technology Department of Mechanical Engineering.