Studi Numerik Pengaruh Penambahan Turning Vane Dan Modifikasi Inlet Transition Zone Terhadap Unjuk Kerja Heat Recovery Steam Generator Tipe Horizintal

Firdaus, Muhammad Raihan (2025) Studi Numerik Pengaruh Penambahan Turning Vane Dan Modifikasi Inlet Transition Zone Terhadap Unjuk Kerja Heat Recovery Steam Generator Tipe Horizintal. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007211073-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan listrik Indonesia terus meningkat seiring pertumbuhan populasi, teknologi, dan industri. Combined Cycle Power Plant (CCPP) menjadi solusi efisien dengan memanfaatkan Heat Recovery Steam Generator (HRSG) untuk mengubah panas gas buang menjadi uap, meningkatkan efisiensi termal hingga 10% dibanding pembangkit konvensional. Peforma HRSG sangat dipengaruhi oleh keseragaman aliran flue gas di inlet. Penelitian ini menggunakan kombinasi HRSG horizontal dan vertikal serta inovasi turning vane berbentuk airfoil di inlet transition zone untuk mengoptimalkan aliran, mengurangi separasi, dan meningkatkan performa dari HRSG.
Untuk pemodelan geometri menggunakan pemodelan tiga dimensi dan dilakukan dengan software Solidwork 2023 dan dilanjutkan dengan proses mesh dengan menggunakan Ansys Workbench R1 2025. Selanjutnya proses simulasi menggunakan software Ansys Fluent R1 2025 dan hasil simulasi di input ke software Tecplot R1 2024 untuk mendapatkan visualisasi dari hasil simulasi yang telah dilakukan. Pada penelitian ini inlet HRSG didefinisikan sebagai mass flow inlet, bagian Heat Exchanger didefinisikan sebagai porous media dan outlet HRSG didefinisikan sebagai pressure outlet, sedangkan pemodelan heat exchanger menggunakan ungroup macro heat exchanger, ntu model. Kemudian untuk model turbulensi yang digunakan pada penelitian ini adalah Realizable k-ε.
Hasil dari penelitian ini adalah penambahan turning vane dan perubahan sudut inlet transition zone mampu meningkatkan distribusi aliran flue gas pada HRSG menjadi lebih uniform. Pada sisi heat absorbtion, nilai tertinngi didapatkan pada modifikasi 2 sebesar 14,6563 kW. Sedangkan untuk nilai pressure drop, nilai tertinggi terjadi pada modifikasi 3 sebesar 655,7 Pa. Untuk ratio performa terbaik didapat pada modifikasi 1 dengan nilai 1,007 yang menandakan modifikasi yang dilakukan berhasil untuk meningkatkan performa. Sedangkan untuk ratio performa modifikasi 2 dan modifikasi 2 secara berurutan adalah 0,992 dan 0,979 yang menandakan modifikasi yang dilakukan tidak mampu untuk meningkatkan performa.

====================================================================================================================================
Electricity demand in Indonesia continues to rise in line with population growth, technological advancement, and industrial development. The Combined Cycle Power Plant (CCPP) is an efficient solution by utilizing a Heat Recovery Steam Generator (HRSG) to convert exhaust gas heat into steam, increasing thermal efficiency by up to 10% compared to conventional power plants. The performance of the HRSG is highly influenced by the uniformity of the flue gas flow at the inlet. This research employs a combination of horizontal and vertical HRSG configurations, along with an innovation involving airfoil-shaped turning vanes in the inlet transition zone to optimize flow distribution, reduce separation, and enhance the overall performance of the HRSG.
For the geometry modeling, a three-dimensional model is developed using SolidWorks 2023, followed by a meshing process in Ansys Workbench R1 2025. The simulation is then conducted using Ansys Fluent R1 2025, and the results are visualized using Tecplot R1 2024. In this study, the HRSG inlet is defined as a mass flow inlet, the heat exchanger section is modeled as a porous media, and the HRSG outlet is set as a pressure outlet. The heat exchanger modeling adopts an ungrouped macro heat exchanger using the NTU model. The turbulence model applied in this research is the Realizable k-ε model.
The results of this study show that the addition of turning vanes and the modification of the inlet transition zone angle can improve the distribution of flue gas flow in the HRSG, making it more uniform. In terms of heat absorption, the highest value was achieved in Modification 2 at 14.6563 kW. Meanwhile, the highest pressure drop was observed in Modification 3 at 655.7 Pa. The best performance ratio was obtained in Modification 1 with a value of 1.007, indicating that the modification successfully improved performance. In contrast, the performance ratios for Modification 2 and Modification 3 were 0.992 and 0.979 respectively, indicating that the modifications did not succeed in improving performance.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	HRSG Horizontal, turning turning vane, inlet transition zone, Airfoil NACA 0012, Horizontal HRSG, turning turning vane, inlet transition zone, Airfoil NACA 0012
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Raihan Firdaus
Date Deposited:	29 Jul 2025 06:30
Last Modified:	29 Jul 2025 06:30
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/122687

Actions (login required)

View Item