LAPORAN PRAKTIKUM TURBIN GAS

NAMA MAHASISWA :

1. SITI MARWAH SYARIF2. SANDY PRIA PRAYOGA3. RUDOLF FRENGKI4. RUDI SETIAWAN5. NASIH UDIN6. NANANG NURYAMAN

KELAS : 4 J

DOSEN PEMBIMBING : FACRUDIN

PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2010

PENDAHULUAN

Dalam percobaan turbin gas yang dilakukan merupakan suatu perkenalan pada mahasiswa dalam mengoprasikan suatu alat (turbin gas). Dimana mahasiswa dituntut untuk dapat mamahami bagaimana prinsip kerja pada turbin gas dan mengaplikasikan dalam bentuk praktek.

Dengan itu mahasiswa dapat memahami dasar-dasar dari turbin gas serta komponen-komponen yang ada dalam mesin turbin gas.

Dalam percobaan mahasiswa dapat mengetahui dan dapat mancari data-data yang dihasilkan dari percobaan tersebut sehingga mahasiswa mangerti bagaimana cara mangambil data dan perhitungannya.

Oleh karna itu semua percobaan yang dilakukan berdasarkan Standart OIprational Procedure (SOP).

Perkembangan gas turbin

Design pertama gas turbin dibuat oleh John Wilkins seorang inggris pada tahun 1791. System tersebut berkerja dengan gas hasil pembakaran batubara, kayu atau minyak, kompresornya digeraan oleh turbin dengan perantaraan rantai roda gigi. Pada tahun 1872, Dr. F. Stolze merancang system turbin gas yang menggunakan kompresor aksial bertingkat ganda yang digerakkan langsung oleh turbin tingkat ganda. Tahun 1908, sesuai dengan konsepsi H. Holzworth, dibuat suatu system turbin yang mencoba menggunakan proses pembakaran pada volume konstan. Tapi usaha itu diberhentikan karna terbentur pada masalah konstruksi ruang bakar dan tekanan gas pembakaran yang berubah sesuai beban. Tahun 1904, “Societe des Turbomoteurs” di Paris membuat suatu system turbin gas yang konstruksinya berdasarkan design Armengaud dan Lemate yang menggunakan bahan bakar cair. Temperature gas pembakaran yang masuk sekitar 450 oC dengan tekanan 45 atm dan kompersornya langsung digerakan oleh turbin. Selanjutnya, pada tahun 1935 sistem turbin gas mangalami perkembangan yang pesat dimana diperoleh efisiensi sebesar urang lebih 15%. Pesawat pemancar gas yang pertama diselesaikan oleh “British Thomson Houston Co” pada tahun 1937 sesuai dengan konsepsi Frank Whittle (tahun 1930).

LAPORAN PERAKTIKUM TURBIN GAS

Program Studi Teknik Konverensi Energi Semester 4

Judul : Turbin Gas

Job : 1 (Satu) tahun 2010

I. Tujuan praktikum :

1. Untuk mengetahui prinsip kerja turbin gas2. Untuk mengetahui prosedur start dan off turbin gas3. Untuk mengetahui nama dan fungsi komponen turbin gas4. Untuk mengetahui variabel yang diukur pada oprasi turbin gas

I. Kegiatan yang dilakukan :

1. Membuat skema system dari turbin gas2. Membuat nama-nama dan komponen serta fungsinya3. Membuat uraian prinsip kerja turbin gas4. Membuat prosedur star dan off turbin gas5. Membuat variabel yang diukur

I. Peralatan praktikum :

1. Manual turbin gas2. Buku-buku yang mendukung

I. Hasil praktikum :1. Skema system turbin gas

SKEMA SISTEM TURBIN GAS

BAHAN BAKAR

UDARA

KO

MR

ES

OR T

UR

BIN

RB

PO

WE

RT

UR

BIN

GENERATOR/ MOTOR

EXHAUST

KOMPONEN UTAMA DAN FUNGSINYA

1. Kompresor : menaikan tekanan udara agar udara bertekanan tinggi sehingga mempermudah pembakaran

2. Ruang bakar : tempat percampuran gas dan udara yang bertekan tinggi sehingga akan terjadi proses ledakan atau pembakaran.

3. Turbin : mengkonversi panas dari pembakaran menjadi tenaga putar mekanis

KOMPONEN DAN FLUIDA PENDUKUNG DAN FUNGSINYA

1. Blower : menghisap udara saaat awal pengoprasian sebelum kompresor berkerja dan juga berfungsi mendinginkan saat mesin mati.

2. Oil Pump : mengsirkulasi pelumas untuk melumasi poros turbin dan kompresor.

3. Air Inlet Housing, merupakan tempat udara masuk dimana didalamnya terdapat peralatan pembersih udara.

4. Air bersih : untuk mendinginkan oli. 5. Exhaust : berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas sisa yang

keluar dari turbin gas.6. Ignition : untuk menghasilkan percikan api.

CARA KERJA TURBIN GAS

Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Lalu katup Kompresor menaikan tekanan udara. Kemudian udara bertekanan ini masuk ke ruang bakar. Didalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar dengan dipicu oleh percikan api. Gas hasil pembakaran tersebut dialirakan ke turbin melaui nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri lalu memutar beban lain seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust).

Secara umum proses yang terjadi pada suatu system turbin gas adalah sebagai berikut:

1. Pemampatan ( compression) udara dihidap dan dimampatakan2. Pembakaran ( combustion) bahan bakar dicampur dengan udara

kemudian dibakar.3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir eluar

melalui nozzel.4. Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat

saluran pembuangan.

Pada kenyataannya tidak ada proses yang selalu ideal, tetapi terjadi kerugian-kerugaian yang dapat menyebabkan trunnya dayan yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen system turbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain :

• Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (pressure losses) diruang bakar.

• Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.

• Adanya mechanical loss, dsb.

URAIAN PROSEDUR START DAN OFF TURBIN GAS

START

1. Sambungan penyuplai air pendingin dan pengeluaran2. Sambungkan tabung gas3. Hubungkan ke sumber listrik4. Atur kendali inlet udara keposisi start5. Sambungkan ke pipa gas6. Buka katup tabung gas7. Atur penguat beban dynamo meter sampai maksimum8. Nyalakan pompa pelumas dan tunggu sampai tekanan pelumas hingga

mencapai 1,5 Bar (150 KPa)9. Tekan tombol reset10.Nyalakan blower11.Atur tekanan gas menjadi 200 kPa (2 Bar) dengan reducing valve12.Tekan dan tahan tombol ignition sambil membuka katup gas untuk

memeberi aliran gas sebesar 0,5 g/s13.Bila ignition tidak menunjukkan (seperti yang ditunjukan T3) lebih dari 5

detik lepas tombol ignition, kemudian tutup katup gas dan biarkan gas yang tidak terbakar keluar untuk membersihkan system sebelumnya mengulang prosedur start dari langkah 11

14.Ketika pengapian terlihat, lepas tombol pengapian15.Perlahan-lahan buka katup gas hingga kecepatan katup gas sehingga

kecepatan generator gas 1000rev/det. Jaga temperature ruang bakar dibawah 850oC. Ini mungkin butuh beberapa menit tergantung temperature pelumas. Putar control udara masuk ke posisi kerja.

16.Matikan blower17.Biarkan generator gas stabil pada 1000Rps.

STOPING

1. Tutup tabung pada katup gas2. Saaat turbin sudah berhenti, kembalikan posisi air inlet control ke posisi

start3. Hidupkan blower

4. Saat T4 turun dibawah 80oC dan temperature pelumas turun mencapai 40oC, maka:

• Matikan blower• Matikan pompa pelumas• Tutup katup gas dari control panel• Matikan sumber air• Matikan dan putuskan sumber listrik

VARIABEL YANG DIUKUR

NO

LOKASI YANG DIUKUR

PERAMETER YANG DIUKUR SATUAN

1

Bahan Bakar

Tekanan Gas Buang Bar

2Tekanan Gas Keluar Tabung Bar

3 Aliran gas g/s4 suhu (Tg) oC

5Udara Masuk suhu (T1) dan Air Flow

oC dan mmH2O

6

Compresor

tekanan pelumas Bar7 suhu pelumas oC8 tekanan (P2) Bar9 suhu (T2) oC

10Ruang Bakar

tekanan (P3) Bar11 suhu (T3) oC12 beda tekanan Cm/Hg13

Turbinsuhu (T4) oC

14 tekanan (P4) Bar15 kecepatan Rev/s16

Power Turbinkecepatan Rev/s

17suhu keluar (buang) (T5) oC

18Generator

tegangan V19 arus A

LAPORAN PERAKTIKUM TURBIN GAS

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERENSI ENERGI SEMESTER 4

Judul : Turbin Gas

Job : 2 (Dua) tahun 2010

I. Tujuan praktikum :

1. Untuk mengetahui prinsip kerja turbin gas2. Untuk mengetahui prosedur start dan off turbin gas3. Untuk mengetahui nama dan fungsi komponen turbin gas4. Untuk mengetahui variabel yang diukur pada oprasi turbin gas

I. Kegiatan yang dilakukan :

1. Pembacaan dan pendataan variabel yang diukur2. Perhitungan NGG ( Gas Generator Speed) dan NFPT (free power turbine) dari

pembaccan variabel yang di dapat3. Buat kesimpulan

I. Peralatan praktikum :

1. Manual turbin gas2. Buku-buku yang mendukung

I. Hasil praktikum :

1. Skema system turbin gas

1. Prinsip Kerja System Turbin Gas (Gas-Turbin Engine)

BAHAN BAKAR

UDARA

KO

MR

ES

OR T

UR

BIN

RB

PO

WE

RT

UR

BIN

GENERATOR/ MOTOR

EXHAUST

Prinsip kerja turbin gas

Power turbin berputar karna adanya gas yang bertekanan tinggi. Gas tersebut dihasikan oleh percampuran udara yang di bertekanan tinggi karna dihisap oleh kompresor dan bahan bakar diruang bakar. Sehingga dapat memutar turbin dan kompresor dalam satu poros.

2. Data Perhitungan Variabel Pengukuran Turbin Gas Dan Grafik

NFPT = NGG x 0,3

Table 1UKURAN/PARAMET

ER

T3

(oC)

NGG

(RPs)

NFPT

(RPs)V

(Volt)

A(ampe

re)

P(Watt)

SET 1 660.9 1000 300 17 7.98 135.66

SET 2659.3 1025

307.5 18.2 8.53 155.246

SET 3 660.6 1050 315 19.8 9.25 183.15

SET 4659.8 1075

322.5 21.3 9.98 212.57

SET 5 663.6 1100 330 22.8 10.67 243.28

SET 6663.5 1124

337.2 24.3 11.34 275.56

SET 7667.9 1153

345.9 26.3 12.31 324.36

SET 8669.5 1175

352.5 27.8 12.95 360.11

SET 9673.2 1201

360.36 29.8 13.9 413.56

SET 10681.8 1224

367.2 20.6 9.76 201.16

SET 11679.8 1252

375.6 34.4 16 549.73

SET 12 684.1 1280 384 36.5 16.97 618.73

SET 13685.4 1304

391.2 38.3 17.72 679.43

SET 14692.5 1331

399.3 40.7 18.93 769.52

SET 15694.9 1353

405.79 43.9 20.31 891.09

SET 16703.8 1379

413.7 46 21.35 981.09

SET 17710.7 1414

424.08 48.2 22.29 1074.11

GRAFIK

Dari grafik di atas, T3 naik terhadap NFPT. T3 naik hampir mendekati konstan, hingga pada satu titik tertentu T3 akan menjadi konstan terhadap NFPT. Itu terjadi karna temperature pada T3 tidak mungkin akan naik terus menerus.

TABEL 2

UKURAN/ PARAMET

ER

Mfuel

(g/s)T3

(oC)

NGG

(RPs)

NGG

CORRECTED

(RPs)

NFPT

(RPs)

NFPT

CORRECTED

(RPs)

V(Volt)

A(Amper

e)

POWER

(Watt)

POWER CORRECT

ED(Watt)

SFC

SET 1 1.59 660.9100

0976.55

300.00

292.96 17 7.98 135.66 132.480.16

SET 2 1.63659.

3102

51000.96

307.50

300.29 18.2 8.53 155.25 151.600.14

SET 3 1.65660.

6105

01025.37

315.00

307.61 19.8 9.25 183.15 178.850.12

SET 4 1.7659.

8107

51049.79

322.50

314.94 21.3 9.98 212.57 207.590.11

SET 5 1.73663.

6110

01074.20

330.00

322.26 22.8 10.67 243.28 237.570.09

SET 6 1.77663.

5112

41097.64

337.20

329.29 24.3 11.34 275.56 269.090.09

SET 7 1.8667.

9115

31125.96

345.90

337.79 26.3 12.31 324.36 316.750.07

SET 8 1.82669.

5117

51147.44

352.50

344.23 27.8 12.95 360.11 351.660.07

SET 9 1.85673.

2120

11173.01

360.36

351.90 29.8 13.90 413.56 403.860.06

SET 10 1.9681.

8122

81199.20

368.40

359.76 32.0 14.91 476.88 465.700.05

SET 11 1.93679.

8125

21222.64

375.60

366.79 34.4 16.00 549.73 536.830.05

SET 12 1.96684.

1128

01249.98

384.00

374.99 36.5 16.97 618.73 604.220.04

SET 13 2685.

4130

41273.42

391.20

382.02 38.3 17.72 679.43 663.500.04

SET 14 2.13692.

5133

11299.78

399.30

389.93 40.7 18.93 769.52 751.470.04

SET 15 2.15694.

9135

31320.89

405.79

396.27 43.9 20.31 891.09 870.190.03

SET 16 2.17703.

8137

91346.64

413.70

403.99 46.0 21.35 981.09 958.080.03

SET 17 2.2710.

7141

41380.46

424.08

414.14 48.2 22.291074.1

11048.92

0.03

Analisa data :

• NGG-Corrected = NGG x 288 KTa K

NGG-Corrected = 1000 x 288 K302 K

NGG-Corrected = 976,55 RPs

• NFPT-Corrected = NFPT x 288 KTa K

NFPT-Corrected = 300 x 288 K302 K

NFPT-Corrected = 292,96 RPs

• POWER-Corrected = POWER x 1,101325Pa (Bar) x288 KTa K

POWER-Corrected = 135,66 x 1,1013251,101325 x288 K302 K

POWER-Corrected = 132,48 Watt

• SFC = Mfuelx 3,6POWER-Corrected

SFC = 5,724 x 3,6132,48

SFC = 0,16

Ket:

Ta = 31oC = 304 K

Pa = 1 atm = 100 KPa = 1,01325 Bar

GRAFIK 1

Dari grafik di dapat SFC naik terhadap NGG, dikarnakan konsumsi bahan bakar akan meningkat jika ingin menghasilkan putaran yang besar pula.

GRAFIK 2

Dari grafik di atas di ketahui NFPT meningkat dan daya pun juga meningkat. Kerna semakin besar putaran pada power turbin semakin besar juga ptaran pada generator. Sehingga daya yang di hasilkan juga semakin besar.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari percobaan yang kami lakukan dalam praktek turbin gas maka didapat

1. Semakin besar beban yang diberikan ke power turbin maka harus semakin besar pula putaran yang dilakukan

2. Pada saat titik tertentu T3 akan menjadi tetep (konstan).3. Dari table 2 NGG dan NFPT tidak berbanding jauh dengan NGG dan NFPT

Corrected. Berarti data sebenarnya tidak tauh berbeda dengan data dari hitungan.

4. Gas yang dikeluarkan sangat panas sehingga menyebabkan system control yang ada pada turbin gas rusak.

5. Pada menaikkan gas, buka katup gas dengan perlahan-lahan.

Saran

1. Selalu menggunakan alat-alat safety setiap menjalankan turbin gas2. Patuhi peraturan dan prosedur yang ada3. Teliti setiap merubah control-control pada pane