A

Diajuka

ANALISA

DENGAN

an untuk M

P

YA

A TURBI

N DAYA

LAPO

Memenuhi S

Program

Program St

ANRI VERA

JURU

POLITE

IN UAP S

4500 KV

SEMAY

ORAN TUG

Sebagian P

m Pendidika

tudi Teknik

Oleh

ANIKA AL

1005052

USAN TEKN

KNIK NEG

MEDA

2013

SHINCO T

VA DI PAB

YANG

GAS AKHI

Persyaratan

an Diploma

k Konversi

h

LFIANA H

2099

NIK MESI

GERI MED

AN

3

TYPE BG

BRIK GU

IR

n dalam Me

a III

Energi

HAILITIK

IN

DAN

GS-RY-K

ULA SEI

enyelesaiak

iv 

K

kan

v  

INTISARI

Perkembangan indusri tidak lepas dari pemakaian energi yang digunakan untuk menjalankan proses industri tersebut. Banyaknya kebutuhan industri tersebut mengakibatkan berkurangnya sumber energi tersedia. Energi dibutuhkan untuk menghasilkan listrik yang akan diberikan ke masyarakat. Turbin uap adalah suatu alat konversi energi yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik yang selanjutnya diubah menjadi energi mekanik melalui poros turbin. Proses perubahan itu terjadi pada sudu-sudu turbin. Prinsip kerja turbin uap adalah fluida uap dengan energi potensial yang besar berekspansi sehingga mempunyai energi kinetik tinggi yang akan mendorong sudu, karena dorongan tersebut sudu kemudian bergerak. Proses tumbukan inilah yang dinamakan dengan Impuls. Adapun komponen utama turbin adalah nozel, sudu turbin, rotor, rumah turbin dan bearing. Daya pada turbin uap dihasilkan dari selisih enthalpi yang masuk turbin. Dari data yang ada yaitu Tekanan Uap Masuk =20 bar, Tekanan Uap Keluar = 0,7 bar, Temperatur Uap Masuk = 3500C dan temperatur uap keluar = 1600C daya yang dibangkitkan turbin = 5,4 MW dan effisiensi politropik = 50,7%.

Kata kunci : Turbin Uap, Daya, Effisiensi

vi  

ABSTRACT

Indusri development can not be separated from the use of the energy used to run the industrial process. Many needs of the industry resulting in fewer available energy resources. Energy required to produce electricity that will be supplied to the public. Steam turbine is an energy conversion device that converts the potential energy into kinetic energy is then converted into mechanical energy through the turbine shaft. Process changes occur on turbine blades. The working principle is the fluid vapor steam turbine with a large potential energy expands so as to have a high kinetic energy that will push blade, because the blade then moves encouragement. Collision process is what is called the impulse. The main component is a turbine nozzles, turbine blades, rotor, turbine housing and bearing. Power generated from the steam turbine enthalpy difference that makes the turbine. From the data available in the Vapor Pressure = 20 bar, Vapor Pressure Exit = 0.7 bar, steam temperature in steam temperature = 3500C and 1600C out = power = 5.4 MW turbines generated and politropik efficiency = 50.7%.

Keywords: Steam Turbine, Power, Efficiency

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vii  

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapakan kepada Tuhan Yesus yang telah

memberikan berkat, anugrah keselamatan dan ilmu pengetahuan sehingga penulis

dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat waktu.

Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Analisa Turbin Uap SHINCO Type

BGS-RY-K dengan Daya 4500 KVA di Pabrik Gula Sei Semayang” ini

merupakan syarat kelulusan untuk menyelesaikan studi Diploma, Prodi Teknik

Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan.

Selama penyelesaian laporan tugas akhir ini, penulis telah mendapatkan

bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual,

informasi maupun administrasi. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. M. Syahruddin, S.T,M.T. Selaku Direktur Politeknik Negeri Medan.

2. Ir. Gidion Sembiring, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.

3. Ir. Isman Harianda, M.T. selaku Kepala Program Studi Tenik Konversi

Energi.

4. Ir. Rufinus Nainggolan, M.T. selaku Dosen Pembimbing penulis.

5. Seluruh Dosen, Staff dan Karyawan Program Studi Teknik konversi

Energi.

6. Seluruh Staff dan Karyawan PT. Perkebunan Nusantara II (persero) Pabrik

Gula Sei Semayang yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan riset

lapangan untuk melengkapi data tugas akhir.

7. Secara khusus penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada kedua

orangtua penulis, H. Hailitik dan M. Simanungkalit yang selalu

mendukung penulis dalam doa, semanngat dan dalam keadaan apapun.

8. Terima kasih buat adik-adik penulis, Julius Hailitik, William Hailitik dan

Axel Hailitik yang selalu menemani dan mendukung penulis.

viii  

9. Terima kasih buat sahabat penulis Julianti Naibaho dan Vinny Manullang

yang selalu mendukung penulis.

10. Sahabat-sahabat penulis, Manggala Siagian, Junica Simanjuntak, Dina

Sinaga dan Malemna Zefannya terima kasih buat kebersamaan dan

dukungannya.

11. Teman-teman sekelompok laboratorium penulis Shinta Hutabarat, Rini

Harahap, Natal Siagian dan M. Abidin Sidabalok terima kasih buat

kerjasama dalam kelompok yang selalu menyenangkan.

12. Teman-teman seperjuangan penulis EN-6C angkatan 2010, Indri

Marpaung, Henni Kaban, Betty Simatupang, Juwariah Wikrama, Anita

Damanik, Ajis Naibaho, Ardika Bintang, Andi Apriska, Dhika Sitepu,

Hartoyo Sinaga, Fiere Sumbayak dan Jamot Sirait terima kasih buat

kebersamaannya selama 3 tahun ini.

13. Rekan-rekan di Politeknik Negeri Medan khususnya Program Studi Teknik

Konversi Energi Angkatan 2010.

Walaupun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis

juga menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dalam laporan ini. Oleh karena

itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang bersifat menbangun

yang dapat memperbaiki laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini

dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya.

Medan, juli 2013

Penulis

Yanri Veranika A. Hailitik

NIM.1005052099

ix  

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL

SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ........................................................................i

LEMBAR PERSETUJUAN ...............................................................................ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................iii

INTISARI ............................................................................................................iv

ABSTRACT .........................................................................................................v

KATA PENGANTAR .........................................................................................vi

DAFTAR ISI ........................................................................................................vii

DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................viii

DAFTAR TABEL ...............................................................................................ix

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................x

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1

A. Latar Belakang .................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah ............................................................................... 2

C. Tujuan Penulisan ................................................................................ 2

D. Manfaat penulisan ............................................................................... 3

E. Teknik Pengambilan Data ................................................................... 3

F. Sistematika Penulisan Laporan ........................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................5

A. Sejarah perkembangan Turbin Uap .....................................................5

B. Tinjauan Umum Turbin Uap ...............................................................7

C. Prinsip kerja Turbin Uap .....................................................................9

x  

D. Komponen-komponen Turbin Uap.. ...................................................11

1. Komponen utama.. ........................................................................11

2. Komponen Pembantu.. ..................................................................15

E. Klasifikasi Turbin Uap ........................................................................ 17

1. Menurut jumlah tingkat tekanan ............................................. 17

2. Menurut arah aliran uap .......................................................... 17

3. Menurut jumlah silinder.. ........................................................ 17

4. Menurut kondisi uap yang digunakan ..................................... 18

5. Menurut kondisi uap yang masuk ke dalam turbin ................. 18

6. Menurut sistem pemanas ulang uap ........................................ 19

7. Menurut lingkungan pengoperasiannya .................................. 19

8. Menurut typenya ..................................................................... 19

9. Menurut prinsip aksi uap ......................................................... 19

a. Turbin Impuls.. .................................................................. 19

b. Turbin Reaksi.. .................................................................. 20

F. Perbedaan turbin uap impuls dan reaksi dari segi aliran.. ..................... 21

G. Siklus Pembangkit Tenaga Uap .......................................................... 23

BAB III PLTU PABRIK GULA SEI SEMAYANG ........................................ 27

A. Latar Belakanng.. ................................................................................ 27

B. Prinsip Kerja PLTU di Pabrik Gula.. .................................................. 27

C. Sistem yang Digunakan PLTU di Pabrik Gula ...................................29

D. Komponen-komponen PLTU di Pabrik Gula ..................................... 28

1. BOILER ....................................................................................... 32

2. TURBIN UAP ............................................................................... 34

3. GENERATOR DIESEL ................................................................ 37

4. KONDENSATOR ......................................................................... 38

5. SISTEM PENDINGIN UTAMA .................................................. 38

6. DAERATOR ................................................................................. 38

7. POMPA AIR PENGISI BOILER ................................................. 38

8. PERALATAN DAN FUNGSINYA ............................................. 38

xi  

E. Turbin Uap pada Pabrik Gula Sei Semayang ...................................... 40

F. Jenis-jenis Uap .................................................................................... 42

BAB IV PEMBAHASAN .................................................................................... 44

A. Spesifikasi Turbin Uap ....................................................................... 44

B. Analisa Data Turbin Uap ................................................................... 45

BAB IV PENUTUP ............................................................................................. 50

A. Kesimpulan ......................................................................................... 50

B. Saran .................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii  

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 1. TURBIN UAP HERO ..................................................................5

GAMBAR 2. TURBIN UAP ...............................................................................7

GAMBAR 3. PRINSIP KERJA TURBIN ........................................................9

GAMBAR 4. KONVERSI ENERGI DALAM TURBIN .................................11

GAMBAR 5. NOZEL .........................................................................................12

GAMBAR 6. SUDU-SUDU IMPULS PADA ROTOR TURBIN ...................13

GAMBAR 7. ROTOR TURBIN ........................................................................13

GAMBAR 8. CASING ........................................................................................14

GAMBAR 9. BEARING .....................................................................................15

GAMBAR 10. GEAR BOX ................................................................................16

GAMBAR 11. PERBEDAAN IMPULS DAN REAKSI ..................................21

GAMBAR 12. SUDU TURBIN IMPULS DAN REAKSI ...............................22

GAMBAR 13. SIKLUS RANKINE ...................................................................24

GAMBAR 14. DIAGRAM T-s ...........................................................................25

GAMBAR 15. KONVERSI ENERGI PLTU ....................................................28

GAMBAR 16. SIKLUS RANKINE PLTU .......................................................29

GAMBAR 17. DIAGRAM T-s PLTU ...............................................................30

GAMBAR 18. ANATOMI PLTU PABRIK GULA .........................................31

GAMBAR 19. TURBIN UAP PABRIK GULA ................................................35

GAMBAR 20. GENERATOR PABRIK GULA ...............................................36

GAMBAR 21. SKEMA PERUBAHAN ENERGI TURBIN UAP ..................41

GAMBAR 22. ANALISA SIKLUS RANKINE ................................................45