KELISTRIKAN

Turbin Gas Bagian II

Siklus-Siklus Turbin Gas

Tiga siklus turbin gas yang dikenal secara umum yaitu:

A. Siklus Ericson
Merupakan siklus mesin kalor yang dapat balik (reversible) yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (reversible isotermic) dan dua proses isobarik dapat balik (reversible isobaric). Proses perpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal (regenerator), dimana effisiensi termalnya adalah:

th = 1 – T1/Th

dimana; T1 = temperatur buang dan Th = temperatur panas

B. Siklus Stirling
Merupakan siklus mesin kalor dapat balik, yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (isotermal reversible) dengan volume tetap (isovolum). Efisiensi termalnya sama dengan efisiensi termal pada siklus Ericson.

C. Siklus Brayton
Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat mesin turbine atau manufacturer dalam analisa untuk up-grading performance. Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Pada siklus Bryton tiap-tiap keadaan proses dapat dianalisa secara berikut:
• Proses 1---2,(kompresi isentropik)
Kerja yang dibutuhkan oleh kompresor: Wc = ma(h2–h1)

• Proses 2---3, pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan.
Jumlah kalor yang dihasilkan: Qa = (ma+mf)(h3–h2)

• Proses 3---4, ekspansi isentropik didalam turbin.
Daya yang dibutuhkan turbin: WT = (ma+mf)(h3-h4)

• Proses 4---1, pembuangan panas pada tekanan konstan ke udara.
Jumlah kalor yang dilepas: QR = (ma+mf)(h4–h1)


Siklus Brayton

Klasifikasi Turbin Gas

Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan lainnya.
A. Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari:
•Turbin gas siklus tertutup (Close cycle)
•Turbin gas siklus terbuka (Open cycle)

Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus terbuka, akhir ekspansi fluida kerjanya langsung dibuang ke udara atmosfir, sedangkan untuk siklus tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya didinginkan untuk kembali ke dalam proses awal.

Contoh data-data manufacture gas turbin poros tunggal adalah :

Type PG 5341 (N)
Rating (Base, Gas/Oil) 20.900/20.450 (kW)
Altitude Sea Level
Compressor Stage 17
Turbin Stage 2
Turbin Speed 5100 rpm
Inlet Temperatur 32.2oC
Inlet Pressure 1.0333 kg/cm2
Exhaust temperatur 488oC
Exhaust Pressure 1.0333 kg/cm2
Pressure Ratio 9.4
Desired min. Horse Power 33.000 HP
Fuel Natural Gas
Fuel Systems Gas/Oil (Unit A dan B)
Gas Unit C, D, E, F, G dan H)
Control System Speedtronic
Accessory gear Type A500
Starting system 400 HP Induction Motor (Unit C/H)
500 HP motor diesel (Unit A/B)

B. Menurut konstruksi porosnys, dalam industri turbin gas umumnya diklasifikasikan dalam dua jenis yaitu :
1. Turbin Gas Poros Tunggal (Single Shaft)
Turbin jenis ini digunakan untuk menggerakkan generator listrik yang menghasilkan energi listrik untuk keperluan proses di industri.

2. Turbin Gas Poros Ganda (Double Shaft)
Turbin jenis ini merupakan turbin gas yang terdiri dari turbin bertekanan tinggi dan
turbin bertekanan rendah, dimana turbin gas ini digunakan untuk menggerakkan beban yang berubah seperti kompresor pada unit proses.