Fadhlillah, Rasyidah (2019) Optimasi Performa Sistem Organic Rankine Cycle dengan Variasi Fluida Kerja Menggunakan Software Aspen Plus V.10. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 02111540000153_Undergraduate_Theses.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
02111540000153_Undergraduate_Theses.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy |
Preview |
Text
02111540000153_Undergraduate_Paper_Theses.pdf Download (772kB) | Preview |
Abstract
Sektor industri merupakan sektor pengguna gas bumi terbanyak mencakup 90% terhadap kebutuhan gas bumi, sisanya untuk sektor komersial, rumah tangga, dan transportasi. Penggunaan gas bumi di industri sebagian besar diperlukan sebagai bahan bakar dan sisanya untuk bahan baku industri pupuk. Namun, sektor industri hanya dapat menggunakan 30% total energi yang diproduksi dan akibat adanya inefficiency hampir 20 – 50% energi lainnya menjadi gas buang. Pada industri PLTU di Indonesia umumnya menggunakan air sebagai fluida kerja yang harus dikondisikan hingga tekanan 60 bar dan mencapai temperatur 360oC menggunakan uap hasil pembakaran pada boiler yang selanjutnya akan dibuang ke udara bebas dikarenakan temperaturnya yang cukup rendah yaitu sekitar 95oC -180oC yang tidak dapat dimanfaatkan kembali dalam sistem tersebut. Setiap industri memiliki tipikal gas buang tertentu yang mana gas buang bertemperatur rendah masih belum optimal pemanfaatannya. Sumber panas bertemperatur rendah (waste heat recovery) ini masih berpotensi untuk dikonversikan menjadi energi listrik dengan teknologi Organic Rankine Cycle (ORC). Siklus ORC merupakan pengembangan siklus Rankine sebagai proses pembangkitan listrik yang menggunakan refrigerant, hidrokarbon atau siloxanes sebagai fluida kerja. Komponen utama dalam Organic Rankine Cycle diantaranya kondensor, pompa, turbin dan evaporator. Pada penelitian ini dilakukan simulasi sistem Organic Rankine Cycle dengan menggunakan Software Aspen Plus® V.10. Terdapat 7 jenis refrigerant yang digunakan diantaranya R123, R134a, R141b, R142b, R152a, R143a, dan R245fa dengan batasan temperatur outlet evaporator sebesar 105oC dan temperatur udara pendingin kondensor sebesar 33oC. Simulasi dilakukan dengan memvariasikan jenis refrigerant serta tekanan inlet turbin untuk mengetahui hubungan antara properties berbagai macam refrigerant terhadap daya keluaran turbin dan efisiensi termal sistem ORC. Hasil simulasi menunjukkan bahwa untuk refrigerant kering, R123 menghasilkan performa yang paling baik dengan daya output 0.898kW dan efisiensi 7.035%. Untuk refrigerant isentropik, R141b menghasilkan performa yang paling baik dengan daya output 1.154kW dan efisiensi 7.071%. Dan untuk refrigerant basah, R152a menghasilkan performa yang paling baik dengan daya output 0.673kW dan efisiensi 1.879%. Selain itu didapatkan pula gap minimum tekanan antara kondensor dan evaporator untuk refrigerant kering sebesar 1 bar, untuk refrigerant isentropik 4.5 bar, dan untuk refrigerant basah sebesar 9.5 bar agar menghasilkan efisiensi termal sistem yang positif. Apabila ditinjau dari hasil simulasi ketiga kategori refrigerant maka refrigerant isentropik yaitu R141b merupakan pilihan terbaik karena selain dapat menghasilkan daya output serta efisiensi yang cukup tinggi dengan tekanan yang relatif rendah tetapi juga mudah ditemukan di pasaran.
=====================================================================================================================================
The industrial sector is the largest natural gas users covering 90% of the natural gas use, the rest use natural gas for the commercial, household and transportation sectors. The use of natural gas in the industry is mostly turned into fuel and the remainder is for the fertilizer industry's raw materials. However, the industrial sector can only use 30% of the total energy produced and due to the inefficiency, almost 20-50% of other energy became exhaust gas. In the PLTU industry in Indonesia generally uses water as a working fluid that must be conditioned to a pressure of 60 bar and reaches a temperature of 360oC using steam from combustion in the boiler then the steam will be discharged into the air due to its low temperature of around 95oC -180oC which is not can be reused in the system. Every industry has a typical exhaust gas where low temperature exhaust gas is still not optimally utilized. This waste heat recovery source still has the potential to be converted into electrical energy using Organic Rankine Cycle (ORC) technology. The ORC cycle is the development of the Rankine cycle as an electricity generation process that uses refrigerants, hydrocarbons or siloxanes as working fluids. The main components in Organic Rankine Cycle include condensers, pumps, turbines and evaporators. In this study the Organic Rankine Cycle system simulation was carried out using the Software of Aspen Plus® V.10. There are 7 types of refrigerant used including R123, R134a, R141b, R142b, R152a, R143a, and R245fa with an outlet evaporator temperature limit of 105oC and cooling air temperature for condenser of 33oC. Simulation is done by varying the type of refrigerants and turbine inlet pressure to determine the relationship between the properties of various types of refrigerants to power output of the turbine and thermal efficiency of the ORC system. The simulation results show that for dry refrigerants, R123 produces the best performance with a power output of 0.898kW and an efficiency of 7.035%. For isentropic refrigerants, R141b produces the best performance with a power output of 1.154kW and an efficiency of 7.071%. And for wet refrigerants, R152a produces the best performance with an output power of 0.673kW and an efficiency of 1.879%. In addition, there is also a minimum gap of pressure between the condenser and evaporator for dry refrigerant of 1 bar, isentropic refrigerant of 4.5 bar, and for wet refrigerant at 9.5 bar to produce a positive thermal efficiency of the system. So, when viewed from the simulation results of the three categories of refrigerants, isentropic refrigerants namely R141b is the best choices because beside produce high power output and thermal efficiency at relative low pressure but it also easily found in the market.
| Item Type: | Thesis (Other) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Aspen Plus V.10, Fluida Kerja, ORC, Waste Heat Recovery |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery 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: | Rasyidah Fadhlillah |
| Date Deposited: | 21 Jul 2026 04:37 |
| Last Modified: | 21 Jul 2026 04:37 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/66372 |
Actions (login required)
 |
View Item |