SISTEM TENAGA UAP SIKLUS RANKINE

 

SISTEM TENAGA UAP

SIKLUS RANKINE

 

 

 

Skema sederhana sistem daya uap sederhana ditunjukkan oleh gambar 1 berikut ini.

  

 

Gambar 1. Komponen-komponen pembangkit daya uap sederhana.

 

      A.    Sistem turbin uap
B.    Suplai energi
C.   Sirkuit pendinginan air
D.   Generator listrik

 

 

SIKLUS RANKINE 

Prinsip Kerja dan Perpindahan Kalor :

Gambar 2 memperlihatkan prinsip kerja dan perpindahan kalor sub-sistem A. Dalam hal ini berlaku:

• Perpindahan energi sesuai arah panah dan dianggap positif.
• Perpindahan kalor yang tidak dikehendaki ke lingkungan diabaikan.
• Perubahan energi potensial dan kinetik diabaikan.
• Setiap komponen beroperasi pada kondisi steady state

 

 

Gambar 2. Prinsip kerja dan perpindahan kalor dari sub-sistem A.

 

 

 

Pada turbin :

 

Uap  dari  boiler  pada  kondisi  1  yang  mempunyai  temperatur  dan tekanan tinggi mengalami ekspansi didalam turbin sehingga menghasilkan kerja dan kemudian uap keluar dari turbin pada kondisi 2 dengan tekanan yang lebih rendah.

 

Keseimbangan energi:

 

 

Pada Kondenser :

 

Terjadi perpindahan kalor dari uap ke aliran air pendingin pada aliran yang terpisah. Sehingga uap mengkondensasi dan air mengalami kenaikan suhu. Cairan yang terkondensasi meninggalkan kondenser pada keadaan 3.

Pada Pompa :

 

Cairan pada titik 3 dipompa ke boiler melalui pompa antara titik 3 dan 4.

 

Pada Boiler :

Fluida kerja melengkapi siklus ketika fluida memasuki boiler pada keadaan 4 dan keluar pada keadaan 1

 

EFISIENSI TERMAL

adalah jumlah energi yang diberikan ke fluida kerja pada boiler yang dirubah ke kerja output.

 

Cara lain untuk menerangkan unjuk kerja pembangkit adalah dengan parameter back work ratio, bwr (rasio kerja balik) yang didefinisikan sebagai rasio input kerja pompa terhadap kerja yang dihasilkan oleh turbin.

 

Siklus Ideal Rankine

 

 

Gambar 3. Diagram Temperatur - entropi untuk siklus Rankine ideal.

 

 

 Proses 1-2  :  ekspansi isentropik fluida kerja pada turbin dari uap jenuh pada keadaan 1 ke tekanan kondenser

Proses 2-3 : perpindahan kalor dari fluida kerja ketika mengalir pada tekanan konstan melalui kondenser dengan cairan jenuh pada keadaan 3.

Proses 3-4 : kompresi isentropik didalam pompa ke keadaan 4 di daerah cairan terkompresi

Proses 4-1 : perpindahan kalor ke fluida kerja ketika mengalir pada tekanan konstan melalui boiler untuk menyelesaikan siklus.