Siklus RankineDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasBelum DiperiksaSiklus Rankine adalah siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Panas disuplai secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya menggunakan air sebagai fluida yang bergerak. Siklus ini menghasilkan 80% dari seluruh energi listrik yang dihasilkan di seluruh dunia. Siklus ini dinamai untuk mengenang ilmuwan Skotlandia, William John Maqcuorn Rankine.Siklus Rankine adalah model operasi mesin uap panas yang secara umum ditemukan di pembangkit listrik. Sumber panas yang utama untuk siklus Rankine adalah batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, dan panas matahari.Siklus Rankine kadang-kadang diaplikasikan sebagai siklus Carnot, terutama dalam menghitung efisiensi. Perbedaannya hanyalah siklus ini menggunakan fluida yang bertekanan, bukan gas. Efisiensi siklus Rankine biasanya dibatasi oleh fluidanya. Tanpa tekanan yang mengarah pada keadaan super kritis, range temperatur akan cukup kecil. Uap memasuki turbin pada temperatur 565 oC (batas ketahanan stainless steel) dan kondenser bertemperatur sekitar 30 oC. Hal ini memberikan efisiensi Carnot secara teoritis sebesar 63%, namun kenyataannya efisiensi pada pembangkit listrik tenaga batu bara sebesar 42%.Fluida pada Siklus Rankine mengikuti aliran tertutup dan digunakan secara konstan. Berbagai jenis fluida dapat digunakan pada siklus ini, namun air dipilih karena berbagai karakteristik fisika dan kimia, seperti tidak beracun, terdapat dalam jumlah besar, dan murah.Daftar isi 1 Proses siklus Rankine 2 Siklus Rankine Organik 3 Referensi 4 Pranala luarProses siklus RankineTerdapat 4 proses dalam siklus Rankine, setiap siklus mengubah keadaan fluida (tekanan dan/atau wujud). Proses 1: Fluida dipompa dari bertekanan rendah ke tekanan tinggi dalam bentuk cair. Proses ini membutuhkan sedikit input energi. Proses 2: Fluida cair bertekanan tinggi masuk ke boiler di mana fluida dipanaskan hingga menjad uap pada tekanan konstan menjadi uap jenuh. Proses 3: Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi listrik. Hal ini mengurangi temperatur dan tekanan uap, dan mungkin sedikit kondensasi juga terjadi. Proses 4: Uap basah memasuki kondenser di mana uap diembunkan dalam tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.Dalam siklus Rankine ideal, pompa dan turbin adalah isentropic, yang berarti pompa dan turbin tidak menghasilkan entropi dan memaksimalkan output kerja. Dalam siklus Rankine yang sebenarnya, kompresi oleh pompa dan ekspansi dalam turbin tidak isentropic. Dengan kata lain, proses ini tidak bolak-balik dan entropi meningkat selama proses. Hal ini meningkatkan tenaga yang dibutuhkan oleh pompa dan mengurangi energi yang dihasilkan oleh turbin. Secara khusus, efisiensi turbin akan dibatasi oleh terbentuknya titik-titik air selama ekspansi ke turbin akibat kondensasi. Titik-titik air ini menyerang turbin, menyebabkan erosi dan korosi, mengurangi usia turbin dan efisiensi turbin. Cara termudah dalam menangani hal ini adalah dengan memanaskannya pada temperatur yang sangat tinggi.Efisiensi termodinamika bisa didapatkan dengan meningkatkan temperatur input dari siklus. Terdapat beberapa cara dalam meningkatkan efisiensi siklus Rankine.Siklus Rankine dengan pemanasan ulangDalam siklus ini, dua turbin bekerja secara bergantian. Yang pertama menerima uap dari boiler pada tekanan tinggi. Setelah uap melalui turbin pertama, uap akan masuk ke boiler dan dipanaskan ulang sebelum memasuki turbin kedua, yang bertekanan lebih rendah. Manfaat yang bisa didapatkan diantaranya mencegah uap berkondensasi selama ekspansi yang bisa mengakibatkan kerusakan turbin, dan meningkatkan efisiensi turbin.Siklus Rankine regeneratifKonsepnya hampir sama seperti konsep pemanasan ulang. Yang membedakannya adalah uap yang telah melewati turbin kedua dan kondenser akan bercampur dengan sebagian uap yang belum melewati turbin kedua. Pencampuran terjadi dalam tekanan yang sama dan mengakibatkan pencampuran temperatur. Hal ini akan mengefisiensikan pemanasan primer.Siklus Rankine OrganikSiklus Rankine Organik menggunakan fluida organik seperti n-pentana atau toluena menggantikan air dan uap. Penggunaan kedua jenis fluida tersebut akan mengurangi suplai panas yang dibutuhkan karena rendahnya titik didih dari kedua jenis fluida tersebut sehingga energi matahari sudah cukup untuk mengubah fase fluida tersebut. Meski efisiensi Carnot akan berkurang, namun pengumpulan panas yang dilakukan pada temperatur rendah akan mengurangi banyak biaya operasional.Siklus Rankine sesungguhnya tidak membatasi fluida jenis apa yang digunakan karena pada dasarnya siklus Rankine adalah mesin kalor sehingga efisiensinya dihitung berdasarkan efisiensi Carnot. Konsepnya tidak boleh dipisahkan dengan siklus termodinamika.

Siklus Rankine

10 Friday May 2013

Posted by hendrayudi in Siklus Rankine Leave a comment TagsBoiler, Pembangkit listrik, Siklus rankine, Turbine, UapSiklus Rankine merupakan siklus tenaga uap paling sederhana yang merupakan modifikasi dari siklus Carnot, di mana proses pemanasan dan pendinginan pada siklus ini terjadi pada tekanan yang tetap. Siklus Rankine ideal digambarkan sebagai berikut (Li dan Triddy, 1985) :Gambar 1. Siklus rankine.Siklus Rankine ideal tidak melibatkan irreversibel internal dan terdiri dari 4 tahapan proses yang diterangkan sebagai berikut :1-2:Merupakan proses kompresi isentropik dalam kompressor, kondisi 1 adalah udara atmosfer. Temperatur udara hasil kompresi T2 dapat diketahui dari persamaan :

rp = rasio tekanan = Perbandingan panas spesifik pada tekanan konstan dan panas spesifik pada volume konstan, untuk udara

2-3:Proses penambahan panas pada tekanan konstan dalam ruang bakar. Panas yang ditambahkan dalam ruang bakar adalah :

3-4:Proses ekspansi isentropik dalam turbin. Temperatur gas keluaran dihitung melalui persamaan :

4-1:Merupakan proses pelepasan kalor (heat rejection) ke lingkungan pada tekanan konstan. Hal ini dapat dihitung melalui persamaan :

Berikut adalah lay-out fisik dari siklus Rankine :

Gambar 2. Lay out khusus Siklus Rankine.Air masuk pompa pada kondisi 1 sebagai cairan jenuh dan dikompresi sampai tekanan operasi boiler. Temperatur air akan meningkat selama kompresi isentropik melalui sedikit pengurangan dari volume spesifik air. Jarak vertikal antara 1 2 pada diagram T s diatas biasanya dilebihkan untuk menjaga agar proses lebih aman. Air memasuki boiler sebagai cairan terkompresi pada kondisi 2 dan akan menjadi uap superheated pada kondisi 3. Dimana panas diberikan oleh boiler ke air pada temperatur yang tetap.Boiler dan seluruh bagian yang menghasilkan uap ini disebut sebagai generator uap. Uap superheated pada kondisi 3 kemudian akan memasuki turbin untuk diekspansi secara isentropik dan akan menghasilkan kerja untuk memutar shaft yang terhubung dengan generator listrik sehingga dihasilkanlah listrik. P dan T dari uap akan turun selama proses ini menuju keadaan 4 dimana uap akan masuk kondensor dan biasanya sudah berupa uap jenuh. Uap ini akan dicairkan pada P konstan didalam kondensor dan akan meninggalkan kondensor sebagai cairan jenuh yang akan masuk pompa untuk melengkapi siklus ini.Sehingga data dibawah kurva proses pada diagram T s menunjukkan transfer panas untuk proses reversibel internal. Area dibawah kurva proses 2 3 menunjukkan panas yang ditransfer ke boiler, dan area dibawah kurva proses 4 1 menunjukkan panas yang dilepaskan di kondensor. Perbedaan dari kedua aliran ini adalah kerja netto yang dihasilkan selama siklus.Refrensi :Frietz Dietzell dan Dakso Sayono. Turbin Pompa dan Kompresor, Erlangga, Jakarta, 1992.

Prinsip Dasar Turbin Uap Print Email Dipublikasikan: Senin, 04 March 2013 07:24 Hits: 14127 2.1 Tinjauan Secara UmumSalah satu jenis penggerak mula yang dipakai di industri adalah mesin kalor, yaitu suatu mesin yang menggunakan energi panas untuk melakukan kerja mekanik atau suatu mesin di mana energi panas dapat dirubah menjadi energi mekanik.Energi itu sendiri dapat diperoleh akibat pembakaran bahan bakar, fisi bahan bakar nuklir atau proses yang lain.Dilihat dari cara memperoleh panas, maka mesin kalor dapat dibagi atas dua bagian , yaitu : a. Mesin pembakaran luar (External combustion engine). Ini berarti bahwa panas diperoleh dari proses pembakaran di luar mesin sendiri. Contoh : mesin uap dan turbin uap. b. Mesin pembakaran dalam (Internal combustion engine). Ini berarti bahwa panas diperoleh dari proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri. Contoh : motor bensin, motor diesel, motor gas dan turbin gas.Turbin atau turbine berasal dari kata turbo (Yunani) yang artinya putar. Dalam hal ini turbin mempunyai komponen utama berupa sudu-sudu atau kincir yang digerakan oleh aliran uap, gas atau air dan tidak ada torak yang digerakan oleh aliran. Aliran, gas air atau angin dapat terjadi di alam sebagai aliran udara, air dan berupa aliran sungai atau air terjun.Turbin yang bekerja dengan aliran-aliran alamiah ini dipakai bila ada tenaga aliran atau energi alam tersedia. Akan tetapi aliran tersebut dapat kita buat misalnya uap dan gas.Bilamana fluida kerjanya adalah uap, maka dinamai turbin uap atau steam turbines, yaitu pesawat penggerak yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik, yang selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin.Turbin uap pertama kali dibuat oleh William Avery (Amerika) pada 1831 untuk menggerakan mesin gergaji. Selanjutnya teori berkembang mengikuti aplikasinya. Parsons, Charles G. Curtis dan Carl Gustav Patrik mengembangkannya dengan membuat turbin-turbin uap yang lain, dengan susunan sudu lebih dari satu baris.2.2 Prinsip Kerja dan Klasifikasi Turbin Uap2.2.1 Prinsip Kerja Turbin UapSkema dari sebuah sistem turbin uap tertutup dapat dilihat pada gambar 1. Sistem tersebut terdiri dari beberapa komponen utama yaitu ketel uap, turbin yang menggerakan beban, kondensor dan pompa air ketel. Dengan demikian turbin hanya merupakan salah satu komponen saja dari suatu sistem tenaga. Di dalam turbin, tekanan dan temperatur uap turun, selama itu uap meninggalkan turbin dan masuk ke dalam kondensor. Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengembunkan uap dengan jalan mendinginkannya.Air pengembunan yang terjadi di dalam kondensor disebut kondensat. Dengan pertolongan sebuah pompa air dari kondensor dialirkan ke ketel uap. Pompa tersebut biasanya diletakkan lebih rendah atau di bawah kondensor, oleh karena pada umumnya kondensor bekerja dengan tekanan vakum. Oleh karena ada kemungkinan kebocoran uap, maka perlu dimasukkan air tambahan (make up water), sebanyak 3-4 % kapasitas produksi uap atau lebih, sesuai dengan sistem yang dipergunakan. Siklus ideal dari suatu sistem turbin uap sederhana adalah siklus Rankine tertutup yang dapat digambar pada diagram T vs s atau pada diagram h vs s sperti terlihat pada gambar 2 dan 3.

Daerah dibawah garis lengkung k - K - k pada diagram T - s dan h - s merupakan daerah campuran fasa cair dan uap. Uap di dalam daerah tersebut biasanya juga dinamakan basah. Garis k - K dinamai garis cair (jenuh), dimana pada dan di sebelah kiri daerah tersebut air ada di fasa cair. Sedangkan garis K - k dinamai garis uap jenuh, di mana pada dan di sebelah kanan garis tersebut air ada dalam fasa uap (gas).Uap di mana temperatur dan tekanan pada titik tersebut berturut-turut dinamai temperatur kritis dan tekanan kritis.Pada titik kritis keadaan cair jenuh dan uap jenuh adalah identik. Untuk air, tekanan kritisnya Pc = 218,3 atm (3206,2 psia) dan temperatur kritisnya adalah Tc = 374,2 oC (7045,4 oF). Pada tekanan lebih tinggi dari Pc tidak dapat diketahui dengan pasti bilamana dan di mana perubahan dari fasa cair ke fasa uap. Tetapi dalam hal tersebut biasanya dikatakan bahwa air ada dalam fasa cair apabila temperaturnya di bawah Tc dan ada dalam fasa uap apabila temperaturnya lebih tinggi dari pada Tc.Siklus Rankine tertutup terdiri dari beberapa proses sebagai berikut :1 ---> 2 Proses pemompaan isentropis di dalam pompa.2---> 2---> 3 Proses pemasukan kalor atau pemanasan pada tekanan konstan di dalam ketel.3---> 4 Proses ekspansi isentropik di dalam turbin atau mesin uap lainnya.4---> 1 Proses pengeluaran kalor atau pengembunan pada tekanan konstan di dalam kondensor.Meskipun demikian, masih banyak variasi dari siklus Rankine tersebut di atas. Misalkan kemungkinan diadakannya pemanasan lanjut dari 3---> 3 sehingga siklusnya menjadi 1 ---> 2---> 3---> 3---> 4---> 1.Menurut hukum termodinamika, kerja yang dihasilkan oleh suatu proses siklus adalah sama dengan jumlah perpindahan kalor pada fluida kerja selama proses siklus tersebut berlangsung. Selanjutnya,secara singkat prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut:Uap masuk ke dalam turbin melalui nosel. Di dalam nosel energi panas dari uap dirubah menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan.Tekanan uap pada saat keluar dari nosel, lebih kecil dari pada saat masuk ke dalam nosel, akan tetapi sebaliknya kecepatan uap keluar nosel lebih besar dari pada saat masuk kedalam nosel.Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang berbentuk lengkung dan dipasang di sekeliling roda turbin. Uap yang mengalir melalui celah-celah di antara sudu-sudu turbin itu dibelokkan arahnya mengikuti lengkungan dari sudu turbin. perubahan kecepatan uap ini menimbulkan gaya yang mendorong sudu dan kemudian memutar roda dan poros turbin.Jika uap masih mempunyai kecepatan saat meninggalkan sudu turbin, berarti hanya sebagian energi kinetis dari uap yang diambil oleh sudu-sudu turbin yang berjalan. Supaya energi kinetis yang tersisa saat meninggalkan sudu turbin dapat dimanfaatkan, maka pada turbin umumnya dipasang lebih dari satu baris sudu gerak. Sebelum memasuki baris kedua sudu gerak, arah kecepatan uap harus dirubah lebih dahulu. Maka di antara baris pertama dan baris kedua sudu gerak dipasang satu baris sudu tetap (guide blade) yang berguna untuk mengubah arah kecepatan uap, supaya uap dapat masuk ke baris kedua sudu gerak dengan arah yang tepat.Kecepatan uap saat meninggalkan sudu gerak yang terakhir harus dapat dibuat sekecil mungkin, agar energi kinetis yang tersedia dapat dimanfaatkan sebanyak mungkin. Dengan demikian effisiensi turbin menjadi lebih tinggi karena kehilangan energi relatif kecil.2.2.2 Klasifikasi Turbin Uap Turbin uap dapat diklasifikasikan dalam kategori yang berbeda-beda, misalnya :a. Menurut jumlah tingkat tekanan. Turbin satu tingkat dengan satu atau lebih tingkat kecepatan yang biasanya berkapasitas kecil. Turbin nekatingkat yang biasanya dalam jangka kapasitas yang luas dari yang kecil hingga yang besar. b. Menurut arah aliran uap. Aksial dan radial.c. Menurut jumlah silinder. Tunggal, ganda atau lebih dari dua.d. Menurut prinsip aksi uap. Turbin aksi atau turbin tekanan rata. Turbin reaksi atau turbin tekanan lanjut.e. Menurut proses penurunan kalor. Turbin kondensasi. Turbin tanpa kondensasi.f. Menurut kondisi uap pada sisi masuk. Turbin tekanan rendah, tekanan uap 1,2 sampai 2 ata. Turbin takanan menengah, tekanan uap sampai 40 ata. Turbin tekanan tinggi, tekanan uap di atas 40 ata. Turbin tekanan sangat tinggi, tekanan uap 170 ata atau lebih dari temperatur diatas 550oC.Lebih lanjut yang akan dibahas adalah turbin jenis aksi dan reaksi.Turbin Impuls.

Gbr. 3 Grafik Tekanan dan Kecepatan Turbin ImpulsPada turbin ini seluruh tekanan uap diubah menjadi kecepatan dalam satu pipa pancar, dengan kata lain uap hanya mengembang di dalam pipa pancar yang diam. Sedangkan selama melalui sudu-sudu gerak tekanan uap tetap, karena itulah maka disebut turbin tekanan rata atau tingkat kecepatan.Keadaan aliran uap di dalam turbin tersebut di atas dapat diterangkan dengan menggunakan grafik tekanan dan kecepatan absolut seperti yang terlukis pada gambar 3 dan 4.Dalam turbin impuls sederhana,uap diekspansikan di dalam satu nosel atau satu baris nosel yang masing-masing bekerja dengan tekanan yang sama. Dalam hal ini kecepatan uapnya naik. Setelah itu uap mengalir ke dalam baris sudu gerak dengan tekanan konstan. Tetapi kecepatan absolutnya turun karena energi kinetik uap diubah menjadi kerja memutar roda turbin.Uap yang keluar dari turbin masih berkecepatan tinggi, oleh karena itu merupakan kerugian energi. Salah satu cara mencegah kerugian tersebut adalah dengan mengekspansikan uap secara bertahap di dalam turbin bertingkat ganda, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.Walaupun uap hanya diekspansikan di dalam nosel (baris sudu tetap pertama) dan selanjutnya tekanannya konstan, turbin tersebut masih termasuk dalam golongan turbin impuls karena di dalam baris sudu gerak tidak terjadi ekspansi (penurunan tekanan). Meskipun tekanan uap di dalam sudu geraknya konstan, kecepatan absolutnya turun karena sebagian dari energi uap diubah menjadi kerja memutar roda turbin. Kecepatan uap di dalam baris sudu tetap berikutnya tidak naik karena tekanannya konstan. Dalam hal tersebut terakhir sudu tetap dibentuk sedemikian rupa sehingga tidak terjadi ekspansi.

Gbr 4. Perbedaan Turbin Impuls dan Reaksi (wikipedia)Turbin Reaksi.

Gbr. 5 Grafik Tekanan dan Kecepatan Turbin ReaksiPada turbin reaksi, proses ekspansi (penurunan tekanan) terjadi baik di dalam baris sudu tetap maupun sudu geraknya. Turbin reaksi juga dinamai turbin Parsons sesuai dengan nama pembuatnya yang pertama, yaitu Sir Charles Parsons. Grafik tekanan dan kecepatan absolut dari uap di dalam turbin reaksi dapat dilihat pada gambar 4 dan 5.Dalam hal ini baris sudu tetap maupun sudu geraknya berfungsi sebagai nosel, sehingga kecepatan relatif uap keluar setiap sudu lebih besar dari kecepatan relatif uap masuk sudu yang bersangkutan. Meskipun demikian, kecepatan absolut uap keluar sudu gerak lebih kecil dari pada kecepatan absolut uap masuk sudu gerak yang bersangkutan, oleh karena sebagian energi kinetiknya diubah menjadi kerja memutar roda turbin.Adapun sebagai pendukung pusat listrik tenaga uap ini digunakan beberapa alat bantu (auxiliary equipments) untuk membantu proses siklus turbin uap berjalan dengan baik, seperti : Sistem pelumas (lube oil system). Sistem bahan bakar (fuel system). Sistem pendingin (cooler system). Sistem udara kontrol (air control system). Sistem udara servis (air service system). Sistem hidrolik (hydraulic system). Sistem udara tekan (air pressure system). Sistem udara pengkabutan (atomizing air system).

Siklus Rankineby TechnoArt Staff

Siklus Rankine adalah sebuah siklus yang mengkonversi energi panas menjadi kerja / energi gerak. Dikembangkan oleh William John Macquorn Rankine pada abad ke-19 dan sejak saat itu banyak diaplikasikan pada mesin-mesin uap. Saat ini, siklus rankine digunakan pada pembangkit-pembangkit listrik dan memproduksi 90% listrik dunia. Siklus Rankine

Diagram Temperatur-Entalpi

Air menjadi fluida kerja siklus rankine dan mengalami siklus tertutup (close-loop cycle) artinya secara konstan air pada akhir proses siklus masuk kembali ke proses awal siklus. Pada siklus rankine, air ini mengalami empat proses sesuai dengan gambar di atas, yaitu:1. Proses C-D: Fluida kerja / air dipompa dari tekanan rendah ke tinggi, dan pada proses ini fluida kerja masih berfase cair sehingga pompa tidak membutuhkan input tenaga yang terlalu besar. Proses ini dinamakan proses kompresi-isentropik karena saat dipompa, secara ideal tidak ada perubahan entropi yang terjadi. 2. Proses D-F: Air bertekanan tinggi tersebut masuk ke boiler untuk mengalami proses selanjutnya, yaitu dipanaskan secara isobarik (tekanan konstan). Sumber panas didapatkan dari luar seperti pembakaran batubara, solar, atau juga reaksi nuklir. Di boiler air mengalami perubahan fase dari cair, campuran cair dan uap, serta 100% uap kering.3. Proses F-G: Proses ini terjadi pada turbin uap. Uap air kering dari boiler masuk ke turbin dan mengalami proses ekspansi secara isentropik. Energi yang tersimpan di dalam uap air dikonversi menjadi energi gerak pada turbin. 4. Proses G-C: Uap air yang keluar dari turbin uap masuk ke kondensor dan mengalami kondensasi secara isobarik. Uap air diubah fasenya menjadi cair kembali sehingga dapat digunakan kembali pada proses siklus. Gambaran siklus melalui diagram T-S di atas adalah siklus rankine yang paling dasar dan sederhana. Pada penggunaannya ada beberapa modifikasi proses sehingga didapatkan efisiensi termal total yang lebih tinggi. Seperti penggunaan preheater atau pemanasan awal sebelum masuk boiler, dan juga penggunaan pemanasan ulang uap air yang keluar dari turbin pertama (high pressure turbine) sehingga dapat digunakan lagi untuk masuk ke turbin kedua (intermediate pressure turbine). Untuk lebih mudah memahaminya dapat kita lihat skema prosesnya pada gambar di bawah ini. Siklus Rankine Dengan Preheater dan Reheater

Pada gambaran di atas, air kondensat yang dipompa oleh pompa ekstraksi kondensat dari kondensor menuju ke deaerator/Feed Water Tank mengalami proses preheating. Dan air yang dipompa oleh Feed Water Pump dari Feed Water Tank menuju boiler juga melewati preheater. Sumber panas yang digunakan oleh preheater tersebut berasal dari extraction steam yang diambil dari turbin uap pada stage-stage tertentu. Diagram Temperatur-Entropi Untuk Modifikasi Siklus Rankine

Selain itu perbedaan yang lain dengan siklus rankine konvensional adalah adanya pemanasan kembali uap air yang keluar dari turbin pertama (High Pressure Turbine) oleh boiler reheater untuk kembali mendapatkan fase superheater dan hasilnya kembali dimasukkan ke turbin kedua (Intermediate Pressure Turbine). Selain itu juga ada sistem bypass uap air untuk tidak dilewatkan ke turbin uap. Uap superheater yang keluar dari boiler tidak masuk ke turbin dan di-bypass masuk kembali ke boiler sisi reheater. Dan uap yang keluar dari boiler reheater di-bypass untuk masuk langsung ke kondensor. Fungsi dari sistem bypass ini adalah sebagai sistem proteksi apabila terjadi suatu masalah di siklus rankine tersebut sehingga dapat terhindar dari kerusakan yang parah. Dan juga digunakan pada saat proses penyalaan awal sistem siklus tersebut dan jua proses mematikannya.

EMBAHASANPengertian Turbin UapTurbin kukus (uap air) adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial kukus menjadi energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yan digerakkan, turbin kukus dapat dipergunakan pada berbagai bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik, dan untuk transportasi.Ide turbin kukus ini sudah lama. Sudah umum diketahui bahwa kira-kira tahun 120 S.M. Hero Alexandera membuat prototipe turbin yang pertama yang bekerja berdasarkan prinsip reaksi. Alat ini yang menjelma menjadi instalasi tenaga kukus yang primitifTurbin uap (kukus) secara umum diklasifikasikan kedalam tiga jenis impuls, dan gabungan (impuls-reaksi), yang tergantung pada cara perolehan perubahan energi potensial menjadi energi kinetik semburan kukus.1. Komponen Turbin Uap2. Kompoen Lengkap Sistem Turbin Uap 1. Ketel2. Kondensor3. pompa air ketel4. Turbin (komponen trubin akan dijelaskan dalam sub bab berikut)5. Komponen Utama TurbinBAGIAN UTAMA TURBIN1. CassingAdalah sebagai penutup (rumah) bagian-bagian utama turbin.1. RotorAdalah bagian turbin yang berputar terdiri dari:1) PorosBerfungsi sebagai komponen utama tempat dipasangnya cakram-cakram sepanjang sumbu.2) Sudu turbin atau deretan suduBerfungsi sebagai alat yang menerima gaya dari energi kinetik uap melalui nosel.3) CakramBerfungsi sebagai tempat sudu-sudu dipasang secara radial pada poros.1. NoselBerfungsi sebagai media ekspansi uap yang merubah energi potensial menjadi energi kinetik.1. BantalanMerupakan bagian yang berfungsi uuntuk menyokong kedua ujung poros dan banyak menerima beban.1. KoplingBerfungsi sebagai penghubung antara mekanisme turbin uap dengan mekanisme yang digerakkan.1. Asas Impuls dan ReaksiTurbin adalah mesin rotari yang bekerja karena terjadi perubahanenergi kinetik uap menjadi putaran poros turbin. Proses perubahan ituterjadi pada sudu-sudu turbin. Sebagai perbandingan dengan mesin torakyang bekerja karena ekpansi energi panas gas atau uap di dalam silinderyang mendorong torak untuk bergerak bolak-balik. Pada dasarnya,prinsip kerja mesin torak dengan turbin uap adalah sama. Fluida gasdengan energi potensial yang besar berekspansi sehingga mempunyaienergi kinetik tinggi yang akan medorong torak atau sudu, karenadorongan atau tumbukan tersebut, torak atau sudu kemudian bergerak.Proses tumbukan inilah yang dinamakan dengan Impuls.

Azas impuls dapat dijelaskan dengan metode sebagai berikut. Padagambar 3. A adalah sebuah pelat yang ditumbuk dengan fluida gasberkecepatan Vs, dan laju massam, karena pelat itu beroda sehinggabergerak dengan kecepatan Vb. Dari dua model di atas, dapat dilihat bahwa model sudu mempunyai dayayang lebih besar pada kecepatan dan laju massa fluida gas yang sama.Maka dengan alasan tersebut, bentuk sudu dianggap yang paling efisienuntuk diterapkan pada turbin uap atau jenis turbin lainnya seperi turbingas dan air. Penerapan model sudu tersebut di atas pada turbin uap,penataannya kurang lebih seperti pada gambar 4, yaitu menata sudu suduttersebut sebaris mengelilingi roda jalan atau poros turbin uap,sehingga terjadi keseimbangan gaya.

Perbedaan turbin impuls dan reaksi dari segi aliranModel turbin impuls dalam sejarahnya sudah pernah dibuat olehBranca (Gambar 5). Prinsip kerjanya adalah dengan menyemburkanuap berkecapatan tinggi melalui nosel ke sudu-sudu impuls pada rodajalan. Akibat adanya tumbukan antara semburan gas dengan sudu-sudujalan turbin impuls, poros turbin menjadi berputar.Berbeda dengan azas impuls, azas reaksi untuk sebagaian oranglebih sulit dipahami. Untuk menggambarkan azas reaksi bekerja padagambar adalah model jet uap dari Newton.Gambar 6. Mesin uap Newton gaya aksi reaksiSemburan uap dari tabung mempunyai energi kinetik yang besarsehingga sepeda akan bergerak ke kiri. Dari hal tersebut dapat dipahamibahwa mesin tersebut bekerja dengan azas reaksi, yaitu semburan uapmelakukan aksi sehingga timbul reaksi pada sepeda untuk begerakmelawan aksi.

1. Klasifikasi Turbin UapTurbin uap (kukus) dapat ddiklasifikasikan ke dalam kategori yang berbeda yang tergantung pada kontruksinya, proses penurunan kalor, kondisi-kondisi awal dan akhir kukus dan pemakaiannya di bidang industi sebagai berikut :1. Menurut jumlah tingkat tekanan : 1. Turbin satu tingkat dengan satu atau lebih tingkat kecepatan yang biasaya berkapasitas kecil, turbin ini kebanyakan dipakai untuk menggerakkan kompresor sentrifugal dan mesin-mesin lain yang serupa;2. Turbin impuls dan reaksi nekatingkat ; turbin ini dibuat dalam jangka kapasitas yang luas mulai dari yang terkecil hingga yang besar.1. Menurut arah aliran khusus: 1. Turbin aksial, yang kukusnya mengalir dalam arah yang sejajar terhadap sumbu turbin; tegak lurus terhadap sumbu turbin satu atau lebih tingkat kecepatan- rendah pada turbin itu dibuat aksial;2. Turbin radial, yang kukusnya mengalir dalam arah tegak lurus terhadap sumbu turbin;3. Menurut jumlah silinder: 1. Turbin silinder-tunggal;2. Turbin silinder-ganda;3. Turbin tiga-silinder, dan4. Turbin empat silinder;4. Menurut metode pengaturan: 1. Turbin dengan pengatur pencekik (throttling);Turbin yang kukus segarnya masuk melalui satu atau lebih (yang tergantung pada daya yang dihasilkan) katup pencekik yang dioperasikan serempak.1. Turbin dengan pengatur nosel;Turbin yang kukus segarnya masuk melalui dua atau lebih pengatur pembuka (opening regulator) yang berurutan1. Turbin dengan pengatur langkah(by-pass governing).Turbin yang kukus segarnya disamping dialirkan ke tingkat pertama langsung dialirkan ke tingkat dua, atau bahkan 3 ttingkat menengah turbin tersebut1. Menurut prinsip aksi khusus: 1. Turbin impuls , yang energi potensial kukusnya diubah menjadi energi kinetik di dalam nosel atau laluan yang dibentuk oleh sudu-ari sudu diam yang berdekatan.1. Turbin reaksi aksial yang ekspansi kukusnya di antara laluan sudu baik sudu pengarah maupun sudu-gerak tiap-tiap tingkat berlangsung hampir pada derajat yang sama;1. Turbin reaksi radial tanpa sudu pengarah yang diam;2. Turbin reaksi radial dengan sudu pengarah yang diam.1. Menurut proses penurunan kalor: 1. Turbin kondensasi;Untuk jenis turbin ini kukus pada tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer dialirkan ke kondensor. Selain itu kukus juga dicerat melalui tingkat-tingkat menengahnya untuk memanaskan air pengisian ketel, jumlah penceratan yang demikian itu biasanya 2-3 hingga sebanyak 8-9.TURBIN KONDENSASI1. Turbin tekan lawan;Kukus buang digunakan untuk keperluan industry dan pemanasan kedalam turbin ini juga ditambahkan. Turbin dengan kevakuman yang dihilangkan. Kukus kerja digunakan untuk pemanasan dan proses kerja.1. Turbin tumpang;Jenis turbin tekanan lawan dengan perbedaaan kukus buang. Dipakai untuk turbin kondensasi tekanan menengah dan rendah, kebanyakan dipakai untuk membesarkan kapasitas pembangkitan pabrik dengan maksut untuk mendapatkan efisiensi yang lebih baik.1. Turbin tekanan rendah(back pressure turbine);Turbin yang kukus buang dari mesin-mesin kukus,palu kukus, meesin tekan, dll dipakai sebagai keperluan pembangkitan tenaga listrik.1. Turbin tekan-campuran. Dilengkapi dengan dua atau tiga tingkat tekanan, dengan suplai kukus buang ke tingkat-tingkat menengahnya.2. Menurut kondisi-kondisi kukus pada sisi masuk turbin:Dalm hal ini yang dibedakan hanyalah berapa tekanan kukus yang masuk kedalam turbin, untuk cara kerja pada dasarnya adalah sama.1. Turbin tekanan rendah;Turbin yang memakai kukus pada tekanan 1,2 2 atm.1. Turbin tekkanan menengah;Turbin yang memakai kukus pada tekanan sampai 40 atm.1. Turbin teanan tinggi;Turbin yang memakai kukus pada tekanan diatas 40 atm1. Turbin tekanan sangat tinggi;Turbin yang memakai kukus pada tekanan 170 atm atau lebih dari temperatur diatas 550 C atau lebih.1. Turbin tekanan super kritis.Turbin yang memakai kukus pada tekanan 225 atm atau lebih.1. Menurut pemakaian dibidang industri: 1. Turbin stationer dengan kompresi;Dengan kepesatan yang konstan yang dipakai terutama untuk menggerakkan alternator.1. Turbin stationer dengan kepesatanDengan kepesatan yang bervariasi yang dipakai untuk menggerakkan blower-turbo, pengedar udara (air circulator), pompa dll.BAB IIIPENUTUP1. KesimpulanTurbin uap merupakan suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin dihubungkan dengan yang digerakkan, yaitugenerator atau peralatan mesin lainnya, menggunakan mekanismetransmisi roda gigi.Turbin uap (kukus) secara umum diklasifikasikan kedalam tiga jenis impuls, dan gabungan (impuls-reaksi), yang tergantung pada cara perolehan perubahan energi potensial menjadi energi kinetik semburan uap (kukus).1. Saran 1. Untuk PendidikPerkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangatlah pesat, oleh karena itu, sebagai seorang pendidik diharapkan untuk selalu update dengan ilmu pengetahuan dan teknologi di masa kini. Sehingga dalam memberikan pelajaran akan lebih mengena terhadap duniamasa kini.1. Untuk Peserta DidikSumber bahan belajar tidaklah cukup di dalam kelas saja, harapannya makalah ini bisa dijadikan sebagai salah satu sumber belajar yang selanjutnya bnisa bermanfaat bagi kita semua.1. Untuk Khalayak UmumBelajar tidaklah hanya monoton di dalam kelas saja. Makalah ini ditulis dengan salah satu tujuan agar bisa dipakai oleh semua manusia termasuk di dalamnya yang belum mendapatkan kesempatan untuk mengenyam pendidikan di dalam kelas. Sehingga harapannya makalah ini juga dapat dimanfaatkan untuk menambah pengetahuan bagi semua orang.