xv PERANCANGAN SISTEM PEMBANGKIT SIKLUS

PERANCANGAN SISTEM PEMBANGKIT SIKLUS RANKINE ORGANIK
DENGAN AIR PANAS BUANG PLTP SEBAGAI SUMBER PANAS : SUB
TANKI PENYIMPAN REFRIGERAN
oleh
Rizky Rachmadi
11/319630/TK/38754
Diajukan kepada Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknik
Universitas Gadjah Mada pada 21 September 2015
untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh derajat
sarjana S-1 Program Studi Fisika Teknik
INTISARI
Pembangkit listrik berbasiskan siklus rankine organik (ORC) adalah
pembangkit yang mempunyai konsep yang sama dengan pembangkit listrik tenaga
uap biasa. Pembedanya adalah fluida kerjanya. Pada sistem ORC, sistem memakai
refrigerant sebagai fluida kerja. Refrigeran mempunyai suhu kritikal yang lebih
kecil, tekanan kritikal yang lebih kecil, dan entalpi vaporisasi yang lebih kecil
sehingga memungkinkan adanya pembangkitan daya dari sumber panas yang relatif
lebih rendah dari pada pembangkit listrik tenaga uap biasanya.
ORC memakai air panas buang dari PLTP sebagai sumber panas. Air panas
buangan dari PLTP yang mempunyai suhu relatif rendah dari pada uap panasnya,
memungkinkan sistem ORC untuk memanfaatkan panas buang tersebut sebelum
dikembalikan ke reservoir. Air panas tersebut akan memanaskan fluida penghantar
panas pada penukar kalor. Lalu fluida penghantar panas tersebut akan mengalir dan
memanaskan refrigeran pada sistem utama ORC sampai refrigeran berubah menjadi
uap bertekanan tinggi. Uap bertekanan tinggi ini akan menggerakkan turbin,
sehingga turbin bisa menggerakkan generator sampai menghasilkan listrik.
Salah satu utilitas dari pembangkit listrik ini adalah tanki penyimpan
refrigeran yang diperlukan untuk menyimpan refrigeran saat sistem dalam masa
perawatan. Refrigeran akan kembali dialirkan melewati nozzle dan dipompa ke
sistem utama saat sistem sudah dinyalakan kembali. Nozzle dan pompa yang
terpasang pada tangki akan mengalirkan refrigeran kembali ke sistem utama ORC.
Penelitian ini menggunakan masukkan berupa air panas buangan dari PLTP
dan air pendingin. Penelitian ini juga menggunakan program Cycle Tempo untuk
simulasi. Hasil penelitian berupa daya bersih yang dihasilkan pembangkit sebesar
1152,14 kW dengan efisiensi sebesar 7,6%. Volume tanki penyimpan yang
diperlukan sebesar 54 m3, dengan tebal badan tanki dan tebal kepala tanki sebesar
0,03 meter dan 0,05 meter.
Kata kunci— siklus rankine organik, tanki penyimpan refrigeran, pipa, nozzle,
pompa.
Pembimbing Utama
: Dr.-Ing. Sihana
Pembimbing Pendamping
: Ir. Ester Wijayanti, MT
xv
DESIGN OF POWER PLANTS BASED ON ORGANIC RANKINE CYCLE
WITH PLTP WASTE HOT WATER AS HEAT SOURCE : SUB
REFRIGERANT STORAGE TANK
by
Rizky Rachmadi
11/319630/TK/38754
Submitted to the Department of Engineering Physics
Faculty of Engineering Gadjah Mada University on September 21, 2015
in partial fulfillment of the Degree of
Bachelor of Engineering in Engineering Physics
ABSTRACT
Power generation based on Organic Rankine Cycle (ORC) is a plant that has
the same concept as steam power plants. The difference is the working fluid. In the
ORC system, system uses refrigerant as the working fluid. Refrigerant has smaller
critical temperature, smaller critical pressure and smaller vaporization enthalpy,
allows for the power generation from the heat source which is relatively lower than
the steam power plant.
ORC uses waste hot water from geothermal plant as the heat source. Waste
water heat from geothermal power plants that have lower temperature than the steam
heat, allows the ORC system to utilize the waste heat before it is returned to the
reservoir. The hot water will heat up the thermal fluid at the heat exchanger. Then
the thermal fluid will flows and heats the refrigerant in the ORC main system until
the refrigerant turns into high pressure steam. This high pressure steam will drive
the turbine, so that the turbine can drive a generator to produce electricity.
One of the utility of this power plant is refrigerant storage tank to store the
refrigerant from the system when the treatment period. Nozzle and pump that
attached at tank will flow the refrigerant back to ORC main system.
This study uses input in the form of waster hot water from geothermal power
plants and cooling water. This study also uses Cycle Tempo program for simulation.
The results obtained clean power generated by 1152,14 kW with an efficiency of
7,6%. Volume storage tank required is 54 m3, with the body thickness by 0,03 meter
and
the
head
thickness
by
0,05
meter.
Keywords— organic Rankine cycle, the refrigerant storage tank, pipe, nozzle, pump.
Supervisor
: Dr.-Ing. Sihana
Co-Supervisor
: Ir. Ester Wijayanti, MT
xvi