Cooling Tower Pltp Gn Salak

COOLING TOWER PEMBANGKIT COOLING TOWER PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI (PLTP) LISTRIK TENAGA PANAS BUMI (PLTP)

GUNUNG SALAKGUNUNG SALAK

FLOW DIAGRAM PLTP GUNUNG SALAKINDONESIAU3

Dasar Teori1. Perhitungan Cooling Tower :

• Persamaan energi :

• Mw3h3 + Ma1ha1 + Mw1hw1 = Mw4h4 + Ma2ha2 + Mw2hw2 [1])

• Keterangan :

• [1]. C.Reynolds,William, C.Perkins,Henry(Alih Bahasa: DR.Ir.Filino Harahap,M.Sc).1989.Termodinamika Teknik.Jakarta: Erlangga : 371.

Mw3 = Laju aliran air masuk cooling tower [ ton/h ]

H3 = Enthalpy air masuk cooling tower [ kj/kg ]

Ma1 = Laju aliran udara masuk cooling tower [ ton/h ]

Ha1 = Enthalpy udara masuk cooling tower [ kj/kg ]

Mw1 = Laju aliran air ( pavour ) masuk cooling tower [ ton/h ]

Hw1 = Enthalpy air ( pavour ) masuk cooling tower [ kj/jg ]

Mw4 = Laju aliran air keluar cooling tower [ ton/h ]

H4 = Enthalpy air keluar cooling tower [ kj/kg ]

Ma2 = Laju aliran udara keluar cooling tower [ ton/h ]

Ha2 = Enthalpy udara keluar cooling tower [ kj/kg ]

Mw2 = Laju aliran air ( pavour ) keluar cooling tower [ ton/h ]

Hw2 = Enthalpy air ( pavour ) keluar cooling tower [ kj/kg ]

• Energi masuk = Energi keluar

• Keterangan :

• Mw : Laju aliran air [ ton/h ]

• Ma : Laju aliran udara [ ton/h ]

• h1 : Enthalpy udara masuk cooling tower [ kj/kg ]

• h2 : Enthalpy udara keluar cooling tower [ kj/kg ]

• h3 : Enthalpy air masuk cooling tower [ kj/kg ]

• h4 : Enthalpy air keluar cooling tower [ kj/kg ]•

[2]. C.Reynolds,William, C.Perkins,Henry(Alih Bahasa: DR.Ir.Filino Harahap,M.Sc).1989.Termodinamika Teknik.Jakarta: Erlangga: 371.

Ma

Mw

MwMa ( h3 – h4 ) = ( h2 – h1} [2])

2. Perhitungan Motor Cooling Tower

Untuk daya motor :

P = 1,73 VL .IL.Cos φ [1])

atau : KW = (3)1/2 . V. I . Cosφ . E – LL [2])

• Keterangan :• V = Tegangan Bus-bar.• I = Arus yang diterima Motor ( rata-rata untuk 3 phase ).• Cosφ = Power factor yang diberikan dari pabrik.• LL = Line losses antara motor dan test point

Untuk daya shaft motor :

• [3] Ir.Fachruddin, MT .2005.(Buku Ajar) Bernoulli,Energy,and Momentum Equations,chapter 11:451.• [1] Energia s.p.a,Ansaldo . 1997.Cooling Tower Operation and Maintenance Manual. Book C.06.1:19-07

[2]. C.Lister,Eugene ( Alih Bahasa: Ir. Drs. Hanapi Gunawan ).1988.Mesin Dan Rangkaian Listrik.Jakarta: Erlangga: 165.

mech,fan =∆Émech,fluid

Wshaft,in=

mV2 / 2Wshaft,in [3])

Convertion

Steam table

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180

DRY BULB TEMPERATURE - °F

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

EN

TH

AL

PY

- B

TU

PE

R P

OU

ND

OF

DR

Y A

IR

-25 -20 -15 -10 -5 0 510

1520

2530

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

HU

MID

ITY

RA

TIO

- G

RA

INS

OF

MO

IST

UR

E P

ER

PO

UN

D O

F D

RY

AIR

PSYCHROMETRIC CHARTSea LevelBAROMETRIC PRESSURE 29.921 inches of Mercury

Linric Company Psychrometric Chart, www.linric.com

.1

.2

.3

.4

.5

.6

.7

.8

.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

VA

PO

R P

RE

SS

UR

E -

IN

CH

ES

OF

ME

RC

UR

Y

-40 0

10

20 25 30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

DE

W P

OIN

T -

°F

Psycalculation

CONTOH DATAData-data sebelum up-rating:

Pada Beban 55 MW dengan sudut Fan 9,9°

Cold Water Flow (m2) : 12200 ton/h (12,2 x 106 kg/h)

Cold Water Temperature (t2) : 27,7°C

Hot Water Temperature (t1) : 44,2°C

Humidity Air Input ( in) ∅ : 40 %

Humidity Air Output ( out) ∅ : 80 %

Cold Air Temperature (t3) : 26°C

Hot Air Temperature (t4) : 36°C

Kecepatan Udara ( v ) : 11,69 m/s

Arus input Motor : 236 Ampere

Tegangan input Motor : 380 Volt







Cold Air Temperature (t3) : 26,5°C



























ANALISA ANALISA DATADATA

Analisa Perhitungan Cooling Tower dengan sudut Fan Blade 9,9° Analisa Perhitungan Cooling Tower dengan sudut Fan Blade 9,9°

Perhitungan pada beban 55 MW :Perhitungan pada beban 55 MW :

• Assumsi:Assumsi:

• Cooling Tower Beroperasi secara tetap.Cooling Tower Beroperasi secara tetap.

• Perpindahan panas dengan udara sekitar diabaikan.Perpindahan panas dengan udara sekitar diabaikan.

• Perubahan energi kinetik dan energi potensial diabaikan.Perubahan energi kinetik dan energi potensial diabaikan.

• Tekanan udara sekitar dianggap konstan.Tekanan udara sekitar dianggap konstan.

80% 80% 3636CC 44,2°c

∅ 40%

26°c

12,2 x 106 kg/h

27,7°C

• Dari diagram psikrometrik pada temp.26°C,RH 40% didapat T1WB: 17°CDari diagram psikrometrik pada temp.26°C,RH 40% didapat T1WB: 17°C

• Maka penghampiran (approach) adalah 27,7 – 17 = 10,7°C, dan Kisaran Maka penghampiran (approach) adalah 27,7 – 17 = 10,7°C, dan Kisaran

(range) adalah 44,2 – 27,7 = 16,5 °C(range) adalah 44,2 – 27,7 = 16,5 °C

• Pada temperatur udara 26°C dan kelembaban 40 % didapat h1 : 48 [ Pada temperatur udara 26°C dan kelembaban 40 % didapat h1 : 48 [

kj/kg ]kj/kg ]

• Pada temperatur udara 36°C dan kelembaban 80 % didapat h2 : 115 Pada temperatur udara 36°C dan kelembaban 80 % didapat h2 : 115

[ kj/kg ] [ kj/kg ]

• Pada temperatur air 27,7°C didapat h4 : 116,17[ kj/kg ]Pada temperatur air 27,7°C didapat h4 : 116,17[ kj/kg ]

• Pada temperatur air 44,2°C didapat h3 : 184,26 [ kj/kg ] Pada temperatur air 44,2°C didapat h3 : 184,26 [ kj/kg ]

• Berdasarkan rumus :Berdasarkan rumus :

Maka :Maka :

MwMw

MaMa( h3 – h4 ) = ( h2 – ( h3 – h4 ) = ( h2 – h1 )h1 )

MwMw

MaMa( 184,26 - 116,17 ) = ( 115 - ( 184,26 - 116,17 ) = ( 115 - 48 )48 )

MMww

MaMa

( 68,09 ) = ( 67 ( 68,09 ) = ( 67 ))

12200 [ ton/h ]12200 [ ton/h ]

MaMa= ( 0,9839 )= ( 0,9839 )

• Sehingga laju aliran udara: Sehingga laju aliran udara:

• Ma = 12200 : 0,9839 =12399,6 [ ton /h ]Ma = 12200 : 0,9839 =12399,6 [ ton /h ]

• = 3444,34 [ kg/s ]= 3444,34 [ kg/s ]

• Masing-masing cell laju aliran udaranya adalah:Masing-masing cell laju aliran udaranya adalah:

• m = 3444,34 [ kg/s ] : 4 = 861,08 [ kg/s ]m = 3444,34 [ kg/s ] : 4 = 861,08 [ kg/s ]

• Volume Flow = 861,08 : 1,0879 = 791,5 [Volume Flow = 861,08 : 1,0879 = 791,5 [m3/sm3/s]]

• Kecepatan Udara hasil pengukuran keluar Fan Stack (v) = 11,69 [Kecepatan Udara hasil pengukuran keluar Fan Stack (v) = 11,69 [m/sm/s].].

• Fan Shaft Power:Fan Shaft Power:

• Eff Fan = 0,51Eff Fan = 0,51

• W shaft = W shaft = m x vm x v22

• 2 x eff2 x eff

• = 861,08 x (11,69)= 861,08 x (11,69)22 [ [kg/skg/s][][m/sm/s]]22

• 2 x 0,51 2 x 0,51

• = 115,36 = 115,36 [[KWKW]]

• Daya Motor:Daya Motor:

• Dari hasil pencatatan dilapangan didapat, Dari hasil pencatatan dilapangan didapat,

• Arus Input Motor = 236 [ Arus Input Motor = 236 [ Ampere Ampere ]]

• Tegangan = 380 [ Tegangan = 380 [ Volt Volt ]]

• Cos φ = 0,85Cos φ = 0,85

• Sehingga Daya Motor dapat dihitung dengan Rumus:Sehingga Daya Motor dapat dihitung dengan Rumus:

• P = V x I x P = V x I x √√3 x Cos φ3 x Cos φ

• P = 380 x 236 x P = 380 x 236 x √√3 x 0,853 x 0,85

• PP = 132,03 = 132,03 [[KWKW]]

55 MW / 11,5°

58 MW / 9,9°

60 MW / 11,5°

BebaBebann

[[MWMW]]

SudutSudut[°][°]

Laju aliran Laju aliran udara [ udara [ kg/skg/s]]

Daya Daya shaftshaft[[kwkw]]

DayaDayamotormotor[[kwkw]]

TempTemp..

InIn[[°C°C]]

Temp.Temp.OutOut[[°C°C]]

5555 9,99,9 861,08861,08 115,36115,36 132,03132,03 44,244,2 27,727,7

5858 9,99,9 864,92864,92 115,48115,48 132,03132,03 48,248,2 29,529,5

5555 11,511,5 881,1881,1 121,7121,7 135,95135,95 43,443,4 26,626,6

6060 11,511,5 880,42880,42 122,64122,64 135,95135,95 4646 27,627,6

DesigDesignn

10,110,128 28 maxmax

132132 160160 44,144,1 27,627,6

Tabel 4.1 Data dan hasil perhitungan Cooling Tower

CTF

Gambar 4.20 Grafik Perbandingan Daya yang dibangkitkan dengan Daya yang digunakan

5000

15.680

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

[ K

W ]

PERBANDINGAN DAYA

Penambahan Daya Generator

Kerugian pada Motor CoolingTower

Perbedaan Daya Generator yang dibangkitkan :

∆Pgen = 60000 [ KW ] – 55000 [ KW ] = 5000 [ KW ]

Perbedaan Daya Motor tiap Cell :

∆Pmot = 135,95 – 132,03 = 3,92 [ KW ]

Total perbedaan Daya Motor :

4 x 3,92 [ KW ] = 15,68 [ KW ]

Perbandingan Daya yang dihasilkan dengan Daya yang

digunakan :

15,685000

x 100 [%] = 0,31 [%]

160

132.03 135.95

0

50

100

150

200

KW

Design Sudut 9,9° Sudut 11,5°

Perbedaan Daya Motor

Daya Motor CoolingTower

Gambar 4.2 1 Grafik Daya Motor : Design dan sudut Fan Blade yang berbeda

KesimpulanKesimpulan

1.Pada sudut Fan Blade yang sama ,laju aliran air sama dan Beban Pembangkitan berbeda 1.Pada sudut Fan Blade yang sama ,laju aliran air sama dan Beban Pembangkitan berbeda

maka:maka:

- Beban motor cooling tower sama- Beban motor cooling tower sama

- Laju aliran udara relatif sama- Laju aliran udara relatif sama

- Temperatur air pendingin ( masuk dan keluar ) akan berbeda pada beban yang - Temperatur air pendingin ( masuk dan keluar ) akan berbeda pada beban yang

berbedaberbeda

2.Pada sudut Fan Blade yang berbeda,laju aliran air sama maka :2.Pada sudut Fan Blade yang berbeda,laju aliran air sama maka :

- Beban motor cooling tower berbeda- Beban motor cooling tower berbeda

- Laju aliran udara berbeda- Laju aliran udara berbeda

- Temperatur air pendingin ( masuk dan keluar ) akan berbeda - Temperatur air pendingin ( masuk dan keluar ) akan berbeda

3.Dengan merubah sudut Fan Blade dari 9,9° ke 11,5° maka beban motor masih 3.Dengan merubah sudut Fan Blade dari 9,9° ke 11,5° maka beban motor masih

dibawah beban yang diijinkan, sehingga motor masih bekerja dalam kondisi batas aman.dibawah beban yang diijinkan, sehingga motor masih bekerja dalam kondisi batas aman.

SELESAISELESAI

Documents

Cooling Tower Pltp Gn Salak