Optimasi Steam Power Plant

 

Pada pembangkit listrik tenaga uap, tekanan uap pada keluaran turbin dan didalam kondensor adalah dibawah tekanan atmosfer, sehingga udara dapat masuk ke dalam system melalui kebocoran pada sambungan- sambungan. Dengan adanya udara dan material yang tidak dapat terkondensasi, akan menyebabkan meningkatnya tekanan pada sisi keluaran turbin sehingga mengurangi daya yang dihasilkan turbin dan efisiensi system. 

Untuk mengeluarkan udara dari system kondensor digunakan air ejector system yang berfungsi untuk mengeluarkan campuran udara dan sebagian kecil uap air dari kondensor, lalu membuang udara ke atmosfir. Pembuangan udara ini dapat menimbulkan kerugian karena ada sebagian kecil dari uap yang ikut terbuang.

Pada sistem dapat dilihat bahwa campuran udara dan uap sebesar 0,12 kg/s yang mengandung 5% massa udara diekstrasi dari kondensor utama. Untuk memisahkan udara dan uap air, maka campuran dimasukan ke intercondensor sehingga uap air berubah fase menjadi cair dan udara tetap dalam bentuk fase gas. Kemudian, campuran tersebut dimasukan ke after condenser untuk kembali memisahkan udara dan uap air, dimana pada tahap ini uap air berubah fase dari gas menjadi cair sehingga diperoleh fraksi massa udara sebesar 50% yang selanjutnya dibuang ke atmosfir.

Kondensor utama beroperasi pada tekanan 6,6 kpa (0,06 bar) dan after condenser beroperasi pada 101 kpa (1,01 bar). Air pendingin memasuki inter condenser kemudian melewati after condenser dengan laju aliran 7 kg/s dan temperature 35 oC . Semprotan steam pada w1 dan w2 berfungsi untuk mengalirkan campuran udara dan steam dari main kondensor menuju intercondensor dan  kemudian aftercondensor.

Steam diinjeksikan ke saluran air injector sebagai penggerak fluida campuran udara dan steam dari main condenser.

 

PERFORMA KONDENSOR

Intercondensor dan aftercondensor dapat diasumsikan sebagai counterflow heat exchanger dimana temperature pada sisi kondensat adalah temperatur saturasi air pada tekanan parsial dari uap air. Sehingga jika tekanan pada intercondensor adalah 20 kPa dan tekanan parsial udara 2 kPa, maka tekanan pada proses kondensasi adalah tekanan saturasi pada 18 kPa atau 57.8 oC. Gunakan log-mean temperature difference dalam kondensor, dengan nilai U = 1.4 kW/(m2 . K)

Data Selanjutnya

· Biaya kondenser  : 150 dolar/m2 luas heat tranfer

· Biaya tiap masukan : 60 sen/megagram

· Umur fasilitas untuk evaluasi ekonomis : 6 tahun

· Operasi per tahun : 4000 jam

· Ratio aliran uap masukan w1 dan w2 yang dipompa ke ejektor adalah :

- Low stage            : ratio (kg/s)(kg/s) = 0,19 

- High stage           : ratio (kg/s)(kg/s) = 0,14 

· Kombinasi biaya awal ejektor diperkirakan konstan diharapkan berada dikisaran ukuran yang diperiksa.