Perancangan Desain Siklus Rankine Organik Sebagai Optimalisasi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Di PLTP Ulumbu

Iryadi, Abdillah Ramadian Putra (2022) Perancangan Desain Siklus Rankine Organik Sebagai Optimalisasi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Di PLTP Ulumbu. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000097-Undergraduate Thesis.pdf Download (3MB)

Abstract

Di Indonesia, rata-rata kebutuhan listrik pada tahun 2011 sampai 2020 meningkat 8.5% tiap tahun. Produksi energi primer pada tahun 2018 menunjukan bahwa batubara memberikan kontribusi terbesar yaitu 56,4%, sedangkan panas bumi hanya 5%. Penerapan teknologi yang tepat dapat membuat panas bumi menjadi sumber energi alternatif untuk memenuhi kebutuhan listrik di Indonesia. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) Ulumbu milik PT Perusahaan Listrik Negara (PLN) memiliki empat unit pembangkit, yaitu unit I, II, III dan IV yang memanfaatkan uap yang dihasilkan oleh sumur ULB-02. Pada pembangkit unit I dan II dipakai tipe back pressure turbine. Turbin jenis ini merupakan turbin tanpa kondensor, dimana uap yang digunakan untuk menggerakan turbin langsung dibuang ke udara melalui exhaust. Steam yang dibuang langsung menuju exhaust steam dapat dimanfaatkan kembali sebagai fluida pemanas refrigerant dalam Organic Rankine Cycle karena memiliki temperatur hingga 99.06°C. Penelitian ini dilakukan untuk menghasilkan pemodelan sistem pembangkit siklus rankine organik (ORC). Untuk membantu perhitungan dan analisisnya, penelitian ini menggunakan perangkat lunak Cycle-Tempo 5.0. Pemodelan terbagi dalam ORC murni dan ORC yang dikombinasikan dengan recuperator. Variasi mass flow, jenis refrigerant dan tekanan dilakukan untuk mendapat desain yang maksimal. Variasi refrigerant dilakukan dengan mengubah fluida kerja menjadi refrigerant R-134a, R-142b dan campuran R134a-R142b. Variasi tekanan dilakukan dengan mengubah tekanan turbin dengan nilai 15 bar, 16 bar, 17 bar, 18 bar, 19 bar dan 20 bar dan variasi mass flow dilakukan dengan mengubah mass flow keluaran turbin dengan nilai 6.5 kg/s, 6.75 kg/s, 7 kg/s, 7.18 kg/s, 7.5 kg/s, 7.98 kg/s dan 8 kg/s. Berdasarkan hasil simulasi, didapat desain optimum sistem pembangkit siklus rankine organik dengan tekanan 20 bar, didapatkan nilai efisiensi thermal sebesar 5.17% pada fluida kerja R134a dan 5.16% pada fluida kerja R134a/R142b. Efisiensi thermal optimum yang dihasilkan oleh fluida kerja R142b bernilai 4.45% pada tekanan inlet turbin 18 bar karena saat kondisi temperatur 95 oC dan tekanan di atas 18 bar pada fluida kerja R142b membuat fluida kerja tersebut berada pada fase subcooled sehingga tidak dapat digunakan untuk memutar turbin.
==================================================================================================================================
In Indonesia, the average electricity demand from 2011 to 2020 will increase by 8.5% every year. Primary energy production in 2018 showed that coal provided the largest contribution, namely 56.4%, while geothermal was only 5%. The application of the right technology can make geothermal energy into an alternative energy source to meet electricity needs in Indonesia. The Ulumbu Geothermal Power Plant (PLTP) owned by PT Perusahaan Listrik Negara (PLN) has four generating units, namely units I, II, III and IV that utilize steam generated by the ULB-02 well. In unit I and II generators, a back pressure turbine type is used. This type of turbine is a turbine without a condenser, where the steam used to drive the turbine is directly discharged into the air through the exhaust. Steam that is discharged directly to exhaust steam can be reused as refrigerant heating fluid in the Organic Rankine Cycle because it has a temperature of up to 99.06°C. This research was conducted to produce a modeling of an organic rankine generation system (ORC). To assist the calculation and analysis, this research uses Cycle-Tempo 5.0 software. Modeling is divided into pure ORC and ORC combined with recuperator. Variations in mass flow, refrigerant type and pressure are carried out to get the maximum design. Coolant variation is done by changing the working fluid into refrigerant R-134a, R-142b and a mixture of R134a-R142b. Pressure variation is done by changing the turbine pressure with a value of 15 bar, 16 bar, 17 bar, 18 bar, 19 bar and 20 bar and mass flow variation is done by changing the mass of the turbine output flow with a value of 6.5 kg/s, 6.75 kg /s, 7 kg/s, 7.18 kg/s, 7.5 kg/s, 7.98 kg/s and 8 kg/s. Based on the simulation results, the optimal design of the organic generation system with a pressure of 20 bar is obtained, the thermal efficiency value is 5.17% for the working fluid R134a and 5.16% for the working fluid R134a/R142b. The optimum thermal efficiency produced by the working fluid R142b is feasible at 4.45% at the turbine inlet pressure of 18 bar because when the temperature conditions are 95 oC and the pressure is above 18 bar in the working fluid R142b, the working fluid is in the subcooled phase so it cannot be used to rotate turbine.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 621.402 2 Iry p-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Geothermal, Organic Rankine Cycle, Cycle-Tempo,
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC320 Heat transfer
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	21 Feb 2025 07:49
Last Modified:	21 Feb 2025 07:49
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118839

Actions (login required)

View Item