62838991 bab1 loji kuasa stim

7/26/2019 62838991 Bab1 Loji Kuasa Stim

1/31

J5106 - THERMODYNAMIC 2

TOPIC 1: ADVANCE POWERPLANT

BYISHAK BIN MOHAMED BASIR

JABATAN KEJURUTERAANMEKANIKAL


2/31

BDA 3043: Termodinamik llBAB 1:LOJI KUASA STIM( Steam Poer Plant!

1.1 Kitar Carnot

Salah satu jenis kitar bagi loji kuasa stim ialah kitarCarnot. Kitar ini diambil atas nama perekanya iaitu SidaCarnot. Kitar ini merupakan kitar unggul (Proses bolehbalik) yang paling cekap bagi pengendalian antara hadsuhu tertentu bagi kitar wap atau gas. Proses-proses itu

ialah1-! Prosespenambahanhaba"#inpada suhu malar

!-$ Prosespengembanganisentropik(S!%S $)

$-& Prosespenyingkiranhaba#out pada suhu malar.

&-1 Prosespemampatanisentropik(S&%S 1)

'ajah 1. dan 'ajah 1.! menunjukkan proses-prosesutama bagi kitar Carnot.


3/31


andang

Pemeluwap

*urbin

Pamair

suapan

*+K,+ P++S

*+K,+ S/0,K

#1-!

#$-&

!-$&-1

T C

s

1 2

34

Rajah 1.1; Gambarajah T-s Rajah 1.2: Gambarajah Skimatik

"am#ara$a% T&' dan Skimatik Kitar arnot)


4/31

T C

s

1 2

34


DANDANG (1-2

+nggapan P/ 2 " K/ 2 " 2

#1! 3 1! % 41! 5 P/1! 5 K/1!

#1! % 41! % (4!3 41)

TURBIN (2-!

+nggapan P/ 2" K/ 2" # 2

#!$ 3 !$ % 4!$ 5 P/!$ 5 K/!$

-!$ % 4!$ % 4$- 4!

Per'amaan Ke'eim#an*an Tena*a


5/31

TC

s

1 2

34


PEMELUWAPAN (!-"

+nggapan P/ % " K/ % " %

#$& 3 $& % 4$& 5 P/$& 5 K/$&

#$& % 4$& % (4&3 4$)

PAM AIR SUAPAN ("-1

+nggapan P/ % " K/ % " # %

#&1 3 &1 % 4&1 5 P/&1 5 P/&1

-&1 % 4&1 % 413 4&

Per'amaan Ke'eim#an*an Tena*a


6/31

Kecekapan haba %

atau

6leh kerana kitar Carnot mempunyai proses yang boleh balik" menurutskala suhu Kelvin:

in

net

Q

W

in

outth

in

outinth

Q

Q

QQQ

=

=

1

p

s

in

out

T

T

Q

Q=

di mana7

*s% suhu takungan panas

*p%suhu takungan sejuk

BDA 3043: Termodinamik llBAB 1:LOJI KUASA STIM( Steam Poer Plant!K++KAPA, KITA- A-,OT


7/31

CONTOH 1#1Sebuah kitar Carnot beroperasi di antaratekanan 0.03 bar dan 70 bar masing-masing didalam keadaan wap basah. Stimmeninggalkan pam pada keadaan cecair tepumeninggalkan dandang di dalam keadaan waptepu. Tentukan kecekapan haba loji.

BDA 3043: Termodinamik

BAB 1:!"#$ %&ASA ST$'( Steam )o*er )ant+
http://g/FRPJANUARI2010/J5106/J5106%20-%20THERMODYNAMICS%202/TERMODINAMIK/TERMOmzin/Penyelesaian%20STEAM%20POWER%20PLANT.dochttp://g/FRPJANUARI2010/J5106/J5106%20-%20THERMODYNAMICS%202/TERMODINAMIK/TERMOmzin/Penyelesaian%20STEAM%20POWER%20PLANT.doc


8/31

%itar Rankine %itar ,arnot %eekaan Tin//i tetai isbah %erjaAdaah Rendah

)roses Rmit ntk diakkan-memberhentikanenejkan ada keadaan 3 (Stim basah T2+ keranaer meakkan roses mamatan seara seentroikeada keadaan 4

!ebih mdah sekirana ada keadaan 3 eairseenhna menersi emea*aan keada tekanandandan/ (T1+ ada keadaan 4.

Sai am adaah kei dan kerja am daat dikran/kan. #mah haba an/ dibekakan menin/kat (,eair ke

*a+ kerana T4 adaah ebih rendah dariada sh teada tekanan dandan/.

)en/bahsaian ini di an//i kitar Rankine seertiDaam Rajah 1.3




9/31

BDA 3043: Termodinamik llBAB 1:LOJI KUASA STIM( Steam Poer Plant

1

23

4

5

T

(%+

S(k#6k/%+

1

2

3

4

5

4

Trbine

,ooin/

7ater

,ondenser)m

Boier

8e

Air

Bondar8e Gas

712

734

923

9451

Rajah 1.3: Gambarajah T-s dan Skimatik %itar Rankine &n//

Gambarajah T-s dan Skimatik %itar Rankine &n//


10/31

Proses 2-3:

roses penambahan haba di dandangpadatekanan malar !"#0$%"#0$W#0&

2323232323 KEPEHWQ ++=

( )2323

''Q =

Proses 1-2:

roses pengembangan secara seentropi diturbindari p(ke p). !"#0$%"#0$Q#0&

1212121212 KEPEHWQ ++=

( )2112

HHW =

PROSES KITAR RANKINE $ IMBANGAN

TENAGA




11/31

PROSES KITAR RANKINE $IMBANGAN TENAGAProses 3-4:

roses pemampatan secara seentropi dipam air suapandari p(ke p). !"#0$%"#0$Q#0&

Selain daripada itu kerja pam juga boleh dikira denganmenggunakan hubungan*

3434343434 KEPEHWQ ++=

( )4334

HHW =

( )4334

PPVW =




12/31

PROSES KITAR RANKINE $ IMBANGAN TENAGA

Proses 4-1:

roses pemampatan secara seentropi dipam air suapandari p(ke p). !"#0$%"#0$Q#0&

Selain daripada itu kerja pam juga boleh dikira dengan

menggunakan hubungan*

4141414141 KEPEHWQ ++=

( )1441

HHW =

( )1441

PPVW =




13/31

K++KAPA,.ABA

-A,KI,+

in

net

Q

W

+

( ) ( )( )

23

1243

hh

hhhh+

=

T

'

3

1 4T/

T1

/

( ) ( )( )dandang

pamturbin

+W

WW =

%ecekapan ini memberitahu kita$ berapa ban,ak kerjabersih dapat ditukarkan daripada haba ,ang

dibekalkan ke dalam sistem.

%eekaan aba Rankine



Rajah 1.4: Gamabarajah T-s %itar Rankine $dea


14/31

Selain daripada kecekapan haba rankine$ beberapakriteria juga perlu dicari bagi menentukan prestasi

sesebuah loji kuasa.

(. enggunaan stim tentu !s.s.c&

enggunaan stim tentu merupakan nisbah kadalir jisim!kadar penggunaan stim terhadap masa& dengan kuasa

keluaran bersih ,ang dihasilkan

a memberitahu kita berapakah kadalir stim ,ang

diperlukan untuk hasilkan ( unit kuasa

K'8*/'8+ P'/S*+S8 9608 K,+S+




15/31

Kadalir jisim stim %

s

kgms

Kuasa keluaran % ( )

kg

k.

s

kgwm nets ::

6leh itu" s.s.c% ( )

kgk.

skg

skg

wm

m

nets

s

iaitu %k.

kg

wnet

1

Selain daripada unit ini" unit lain yang biasa digunakanialah ( )

jamkW

kg

skW

kg

k.

kg

..

3600==

;aka s.s.c %

jamkW

kg

wnet

.

3600

K'8*/'8+ P'/S*+S89608 K,+S+




16/31

). /isbah kerja

/isbah ini menunjukkan berapa ban,ak kerjabersih dapat dihasilkan daripada keseluruhan

kerja kasar ,ang dipun,ai oleh sistem.isbah kerja %

turbin

pamturbin

W

WW =

kasarkeluarankerja

bersihkeluarankerja

3. %ecekapan isentropik !seentropi&

%ecekapan isentropikseentropi terbahagikepada dua iaitu*

kecekapan seentropi pam

kecekapan seentropi turbin

K'8*/'8+ P'/S*+S8 9608 K,+S+




17/31

Wujudn,a kecekapan ini kerana terdapat ketidakbolehbalikan proses pada turbin dan pam air suapan.%etidakbolehbalikan ini men,ebabkan turbin dan pam airsuapan tidak lagi beroperasi secara isentropik atau

seentropi.1proses pegembangan dan mampatan adalah sebenar.T

s

3

41

2ebih tinggi suhu stim ,ang keluar dari pemanaslampau$ lebih kering stim ,ang memasukipemeluwap.T C

s

4

1'

3

2'

1

2

x x '




24/31

PENGARUH TEKANAN STIMada suhu ,ang malar$ apabila tekanan dandangditambah$ stim akan menjadi lebih basah kerana 5berkurang.

T C

s

x x '

P1

P1'

P2




25/31


%esan Tekanan Dandan/ Terhada %eekaan

dan %adar ).s.t

%e-eka

.an%it

ar100?

Tekanan Dandan/

)en/n

aanSti

mte

nt

%eekaan

s.s.

Rajah : %esan Tekanan Dandan/ Terhada %eekaan dan %adar ).s.t


26/31


%esan sh stim anas !ama terhada

keekaan kitar dan .s.t

%e-e

ka

.an%it

ar100

?

Sh Stim @,

)en/naanSti

m

ten

t

%eekaan

s.s.

Rajah : %esan sh stim anas !ama terhada keekaan kitar dan .s.t


27/31

T C

s

x x'

KITAR RANKINE DENGAN PEMANAS SEMULA-TURBIN BERBILANG PERINGKAT

(. %itar rankine dengan pemanas semula merupakansalah satu kitar modi?ikasi +ankine ,ang digunakansecara praktikal pada masa ini.

). @pabila tekanan dandang ditingkatkan stim ,ang

memasuki pemeluwap akan menjadi lebih basah danakan merosakkan turbin




28/31

3. Antuk mengatasi masalah ini sistem pemanasan semuladigunakan.

i. meningkatkan dan memastikan stim kering semasa keluar daripada turbin.

ii. Suhu purata haba ,ang dibekalkan kepada stim adalah

tinggi

iii. Bemerlukan dandang ber?renkuensi tinggi denganpegembangan dalam satu peringkat menghasilkan stimek


29/31

T C

s

5

6

1

2

3

4

2

4

SUSUNATURLOJI $ GAMBARAJAH T-SPEMANASAN SEMULA



andang

PemeluwapPam air suapan

4

**'***

1

2 3

5=

)emanas sema


30/31

IMBANGAN TENAGA

(. %erja TTT* (k0)43 ''WTTT =

). %erja TT+* (k0)65 ''WTT+ =

@pabila wujudn,a ketidakbolehbalikan*

(. %erja TTT* (k0)


31/31

CONTOH 1#"

> Sebuah janakuasa stim bekerja dengan tekanan stim30 bar dan 0.0 bar. Stim masuk ke turbin pada suhu800C dan berkembang sehingga tepu kering kepadatekanan ) bar. Stim kemudian dipanaskan semula

sehingga suhu mencapai 009C sebelum ia masuk keturbin tekanan rendah. %ecekapan seentropi kedua-dua turbin adalah 0.68.

> %irakanE

> i. %ecekapan termal

> i.engunaan stim tentu.



62838991 bab1 loji kuasa stim

Documents