Mengenal Cara Kerja Siklus Carnot dalam PLTU

6
1122

Oleh : Bunayya Deju Nasution; Hidayani; Indah Fitri; Nurul Arista; Nurul Ramadhaniyah; Wirna Dewi Zebua
Penulis adalah mahasiswa Program Studi Kimia, Universitas Negeri Medan, Medan

***

PLTU merupakan jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan karena sifatnya yang tinggi dan menghasilkan energi lisrtrik yang tinggi. PLTU bekerja berdasarkan pada beberapa prinsip atau siklus.

Siklus carnot merupakan sikluas yang digunakan PLTU di pabrik-pabrik industri karena uap keluaran dari turbin digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin pada pabrik industri.

Terdapat juga siklus calasius rankine yaitu siklus PLTU yang menggunakan cara berulang-ulang. Uap yang digunakan untuk mendorong sudu-sudu pada turbin digunakan sampai habis, sehingga uap bekas dari turbin bertekanan keci, dan dimasukkan kedalam kondenser untuk diubah dari uap menjadi cair (air). Air tersebut akan di pompa kedalam ke dalam boiler untuk di didihkan kembali.

Pengertian Siklus Carnot

Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Siklus Carnot merupakan sebuah siklus dari mesin kalor ideal.

Siklus Carnot merupakan salah satu teori siklus termodinamika. Melalui Siklus Carnot, kita dapat mengetahui batas efisiensi yang dapat dicapai mesin termodinamika klasik ketika mengkonversi panas menjadi kerja. Selain itu kita juga dapat mengetahui perbedaan suhu reservoir panas dan dingin yang disebabkan oleh kerja pada sistem.

Siklus Carnot adalah mesin yang paling efisien berdasarkan asumsi tidak adanya proses pemborosan insidental seperti gesekan, dan asumsi tidak ada konduksi panas antara berbagai bagian mesin pada suhu yang berbeda. Efisiensi mesin carnot didefinisikan sebagai rasio keluaran energi terhadap masukan energi.

Siklus Carnot memiliki efisiensi terbesar yang mungkin dari sebuah mesin (meskipun siklus lain memiliki efisiensi yang sama) berdasarkan asumsi tidak adanya proses boros insidental seperti gesekan, dan asumsi tidak ada konduksi panas antara berbagai bagian mesin pada suhu yang berbeda.

Apa Fungsi Siklus Carnot pada PLTU?

Siklus Carnot pada PLTU berfungsi menganalisa suatu kerja mesin panas pada PLTU yang dimana dari mengubah siklus air- uap-air.

Bagaimana Sistem Siklus Carnot pada PLTU?

Prinsip kerja dari PLTU adalah dengan menggunakan siklus air-uap-air yang merupakan suatu sistem tertutup air dari kondensat atau air dari hasil proses pengkondensasian di kondensor dan make up water (air yang dimurnikan) dipompa oleh condensat pump ke pemanas tekanan rendah. Disini air dipanasi kemudian dimasukkan oleh daerator untuk menghilangkan oksigen, kemudian air ini dipompa oleh boiler feed water pump masuk ke economizer. Dari economizer yang selanjutnya dialirkan ke pipa untuk dipanaskan pada tube boiler.

Gambar 1. Proses Konversi Energi PLTU

Pada tube, air dipanasi berbentuk uap air. Uap air ini dikumpulkan kembali pada steam drum, kemudian dipanaskan lebih lanjut pada superheater sudah berubah menjadi uap kering yang mempunyai tekanan dan temperatur tinggi, dan selanjutnya uap ini digunakan untuk menggerakkan sudu turbin tekanan tinggi, untuk sudu turbin menggerakkan poros turbin.

Hasil dari putaran poros turbin kemudian memutar poros generator yang dihubungkan dengan coupling, dari putaran ini dihasilkan energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan dari generator disalurkan dan di distribusikan lebih lanjut ke pelanggan.

Uap bebas dari turbin selanjutnya di kondensasikan dari kondensor dan bersama air dari make up water pump dipompa lagi oleh pompa kondensat masuk ke pemanas tekanan rendah, daerator, boiler feed water pump pemanas tekanan tinggi, economizer, dan akhirnya menuju boiler untuk dipanaskan menjadi uap lagi. Proses ini akan terjadi berulang- ulang.

Gambar 2. Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU

Bagaimana Proses Siklus Carnot pada PLTU?

Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan dengan diagram T – s (Temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut :

  • a – b : Air dipompa dari tekanan P2 menjadi P1. Langkah ini adalah langkah kompresi isentropis, dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi.
  • b – c : Air bertekanan ini dinaikkan temperaturnya hingga mencapai titik didih. Terjadi di LP heater, HP heater dan Economiser.
  • c – d : Air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut vapourising (penguapan) dengan proses isobar isothermis, terjadi di
  • boiler yaitu di wall tube (riser) dan steam drum.
  • d – e : Uap dipanaskan lebih lanjut hingga uap mencapai temperatur kerjanya menjadi uap panas lanjut (superheated vapour). Langkah ini terjadi di superheater boiler dengan proses isobar.
  • e – f : Uap melakukan kerja sehingga tekanan dan temperaturnya turun. Langkah ini adalah langkah ekspansi isentropis, dan terjadi didalam turbin.
  • f – a : Pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air kondensat. Langkah ini adalah isobar isothermis, dan terjadi didalam kondensor.

6 KOMENTAR

TINGGALKAN KOMENTAR

Please enter your comment!
Please enter your name here