Studi Numerik Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Rotor Terhadap Efektivitas Distribusi Panas Ljungstrom Rotary Air Heater

Benyamin, William (2024) Studi Numerik Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Rotor Terhadap Efektivitas Distribusi Panas Ljungstrom Rotary Air Heater. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2039201004-Undergraduate­_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Salah satu komponen umum dalam PLTU untuk meningkatkan suhu udara pembakaran
adalah Rotary Air Pre-heater (APH). Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap Suralaya, (PLTU
Suralaya). Air heater memiliki peranan yang sangat penting terhadap pemanasan awal karena
udara pembakaran menjadi suatu hal yang wajib dalam peningkatan efisiensi boiler. Oleh
karena itu Air heater harus selalu dilakukan pemeliharaan. Prinsip kerja RAPH adalah dengan
memanfaatkan panas sisa dari gas buang hasil pembakaran untuk meningkatkan suhu udara
primer sebelum masuk ke ruang bakar. Hal ini dilakukan dengan menggunakan elemen
pemanas berbentuk plat yang berputar sebagai media pemindah panas. Perpindahan panas pada
air preheater tergantung pada kecepatan putaran rotornya. Semakin rendah putaran rotor,
temperatur primary air yang meninggalkan air preheater semakin rendah, sedangkan temperatur
flue gas outlet lebih tinggi, begitupun sebaliknya, maka dari itu salah satu cara untuk
meningkatkan efektifitas kerja dari Air heater adalah dengan mencari kecepatan putaran rotor
yang optimal.
Penelitian ini merupakan simulasi numerik 3D dengan memakai software solidworks
dalam mendesain geometri yang akan digunakan dan dengan bantuan software Fluent 2021 R1.
Pemodelan menggunakan solver k-epsilon standar dengan mengaplikasikan persamaan massa,
energy dan momentum untuk memecahkan persamaan untuk MRF (Moving Reference Frame),
dan memakai pendekatan poros media untuk mengasumsikam elemen Air heater. MRF
(Moving Reference Frame) diaplikasikan untuk mengetahui efek variasi kecepatan rotasi
terhadap perpindahan panasnya yang akan diteliti. Untuk rencana penelitian ini akan dilakukan
dari putaran rotor normal (1,36) kemudian dilakukan beberapa variasi dari mulai 1-3 rpm.
Dari hasil pengolahan data dan analisa secara kualitatif dan kuantitatif setelah
dilakukannya simulasi. Didapatkan nilai temperatur keluaran dari bagian gas maupun udara
pada setiap variasi rpm. Terdapat hasil kontur temperatur, vektor, dan juga pathlines untuk
mempermudah menganalisa. Juga dengan membandingkan nilai temperatur keluaran tersebut
dari setiap RPM, didapatkan hasil efisiensi tertinggi pada rpm 3, sebesar 71 % dengan
temperatur keluaran gas sebesar 75c dan keluaran udara sebesar 281c dimana ini masih dapat
digunakan mengacu pada alarm CCR yang memiliki batas diluar temperatur keluaran tersebut.
========================================================================================================================
One of the common components in PLTU to increase the combustion air temperatur is
the Rotary Air Pre-heater (APH). At the Suralaya Steam Power Plant (PLTU Suralaya). Air
heaters have a very important role in preheating because combustion air is mandatory for
increasing boiler efficiency. Therefore, Air heater maintenance must always be carried out. The
working principle of RAPH is to utilize residual heat from combustion exhaust gases to increase
the temperatur of the primary air before it enters the combustion chamber. This is done by using
a rotating plate-shaped heating element as a heat transfer medium. Heat transfer in the air
preheater depends on the rotation speed of the rotor. The lower the rotor rotation, the lower the
temperatur of the primary water leaving the air preheater, while the flue gas outlet temperatur
is higher, and vice versa, therefore one way to increase the working effectiveness of the Air
heater is to look for optimal rotor rotation.
This research is a 3D numerical simulation using Solidworks software to design the
geometry to be used and with the help of Fluent 2021 R1 software. Modeling uses a standard
k-epsilon solver by applying the mass, energy and momentum equations to solve the equation
for the MRF (Moving Reference Frame), and using a media axis approach to assume the Air
heater element. MRF (Moving Reference Frame) is applied to determine the effect of variations
in rotational speed on the heat transfer that will be studied. For this research plan, it will be
carried out from normal rotor rotation then carried out several variations starting from 1-3 rpm.
From the results of data processing and analysis qualitatively and quantitatively after
carrying out the simulation. Obtained output temperatur values from the gas and air sections at
each rpm variation. There are temperatur contour results, vectors, and also pathlines to make
analysis easier. Also by comparing the output temperatur value for each RPM, the highest
efficiency results were obtained at rpm 3, amounting to 71% with a gas output temperatur of
75c and an air output of 281c, which can still be used referring to the CCR alarm which has a
limit beyond the output temperatur.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Ljungstrom Rotary Air Heater, Efektivitas, Kerangka Acuan Bergereak. Ljungstrom Rotary Air heater, Effectiveness, Moving Reference Frame.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ1058 Rotors T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	William Benyamin
Date Deposited:	02 Aug 2024 07:49
Last Modified:	02 Aug 2024 07:49
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/110723

Actions (login required)

View Item