K2513069, WAHYU KURNIALY

Diagram T-Q pada Siklus Kerja PLTU 

Diagram temperature-energi panas (T-Q) merupakan diagram yang menunjukkan perubahan fase wujud suatu zat. Kalor adalah suatu bentuk energy (Giancoli, 2001). Dari pengertian inilah kita tahu bahwa kalor dapat mengubah wujud suatu zat, karena merupakan suatu bentuk energi. Misalnya saja air, air umumnya berwujud cair, tetapi pada suhu di bawah 0 ^oC berwujud padat dan ketika bersuhu di atas 100 ^oC berwujud gas. Perilaku seperti ini dapat kita lihat pada peristiwa yang terjadi pada siklus kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap.

·    a – b   : Air dipompa dari tekanan P1 menjadi P2, proses ini terjadi pada pompa air pengisi. Air bertekanan ini dinaikkan temperaturnya hingga mencapai titik didih. Terjadi di LP heater, HP heater dan Economiser. Kita dapat menghitung energy kalor yang dibutuhkan dengan rumus:

Q₁ = m_air. c_air. Δ T_a-b

Keterangan:

Q         : kalor yang dibutuhkan (J)

m         : massa (kg)

c          : kalor jenis air (J/kg ^oC)

Δ T      : perubahan suhu (^oC)

·         b – c   : Air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut vapourising (penguapan) dengan proses isobar isothermis, terjadi di boiler yaitu di wall tube (riser) dan steam drum. Karena dalam proses ini terjadi perubahan wujud dari cair ke gas maka energy yang dibutuhkan pada proses ini adalah sebesar:

Q₂ = m_air. L_air

Keterangan:

Q         : kalor yang dibutuhkan (J)

m         : massa (kg)

L          : kalor laten (J/kg)

·         c – d   : Uap dipanaskan lebih lanjut hingga uap mencapai temperatur kerjanya yaitu hingga bersuhu 540 derajat C menjadi uap panas lanjut (superheated vapour). Langkah ini terjadi di superheater boiler dengan proses isobar. Energy yang dibutuhkan adalah sebesar:

Q₃ = m_uap. c_uap. Δ T_c-d

·     d – e    : Kemudian uap dialirkan ke turbin. Uap melakukan kerja sehingga tekanan dan temperaturnya turun. Besarnya energy kalor yang dilepas adalah sebesar:

Q₄ = m_uap. c_uap. Δ T_d-e

·         e – f – g    : Uap sisa dari turbin masuk ke kondensor. Kondensor mendinginka uap tersebut sehingga uap berubah menjadi air kondensat. Di dalam kondensor terdapat dua energi pelepasan kalor yaitu:

1.      energy kalor yang dilepas untuk mengubah uap menjadi air,

Q₅ = m_uap. L_uap

2.      energy kalor yang dilepas untuk mendinginkan air,

Q₆ = m_uap. c_uap. Δ T_f-g

·         g – a    : Air kondensat hasil kondensasi digunakan kembali untuk mengisi boiler.

Referensi:

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (terjemahan). Erlangga: Jakarta