PERANCANGAN AWAL MENARA PENDINGIN BASAH TIPE MECHANICAL DRAFT COUNTER FLOW PADA PEMBANGKIT LISTRIK SIKLUS RANKINE ORGANIK - STUDI KASUS PANAS BUMI LAHENDONG

GHAZZILLA ANANDIA HENDRI, Dr.-Ing. Sihana ; Dr. Ir. Andang Widiharto, M.T.

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Lapangan panas bumi Lahendong memiliki karakteristik sumur produksi dominasi air. Air panas (brine) hasil pemisahan air dan uap fluida panas bumi akan diinjeksikan kembali dengan laju alir massa 173,5 kg/s dan temperatur 180 derajat C pada tekanan separator sebesar 10,23 bar. Metode untuk memanfaatkan energi panas dari brine adalah pembangkit siklus Rankine organik. Pembangkit Listrik Organic Rankine Cycle (ORC) menggunakan refrigeran sebagai fluida kerja. Pemodelan pembangkit listrik ORC menggunakan software Cycle-Tempo. Salah satu cara untuk menurunkan temperatur fluida kerja tersebut adalah menggunakan menara pendingin. Penelitian ini merancang menara pendingin basah tipe mechanical draft counter flow dalam tahap awal pembangunan siklus Rankine organik pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Lahendong. Kemudian dilakukan analisis termodinamik untuk memberikan spesifikasi tentang pemilihan menara pendingin yang sesuai dengan kondisi lingkungan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur reinjeksi minimum agar tidak terjadi scaling adalah 150 derajat C dan fluida kerja yang digunakan adalah R245fa. Desain menara pendingin yang didapatkan dari perhitungan agar dapat bekerja dengan baik yaitu memiliki tinggi 12,8 m dengan diameter 14,5 m. Jumlah fill yang digunakan adalah 22 buah. Penurunan tekanan pada menara pendingin sebesar 0,8334 inch H2O (air), sehingga diperlukan daya kipas sebesar 129 HP dengan diameter 7,19 m. Air tambahan yang dibutuhkan sebesar 32,988 m3/h dengan diameter pipa sebesar 6,5 cm. Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa daya kipas pada menara pendingin dipengaruhi oleh temperatur udara bola basah dan beda temperatur (range) antara air keluar dan masuk. Besar daya kipas akan memengaruhi efisiensi menara pendingin. Efisiensi paling besar yaitu 91% saat nilai range 10 derajat C atau temperatur air keluaran 29 derajat C dan temperatur udara bola basah 28 derajat C. Oleh karena itu, salah satu cara untuk meningkatkan kinerja menara pendingin adalah dengan mengatur nilai range agar air keluaran memiliki temperatur yang hampir sama dengan temperatur udara bola basah lingkungan.

Lahendong geothermal field has the characteristics of water production wells dominance. The hot water (brine) of water splash and geothermal fluid vapor will be reinjected with a mass flow rate of 173.5 kg/s and a temperature of 180 degree C at a separator pressure of 10.23 bar. One method to harness the heat energy of brine is the organic Rankine cycle generator. Organic Rankine Cycle (ORC) plants use refrigerant as a working fluid. Modeling the ORC power plant used the Cycle-Tempo. One way to lower the working fluid temperature is using a cooling tower. This study offers the design of mechanical draft counter flow cooling towers in the early stages of developing the organic Rankine cycle at the Lahendong Geothermal Power Plant. Then a thermodynamic analysis is done to give an idea of the selection of cooling towers in accordance with environmental conditions. The results showed that the minimum reinjection temperature in order to avoid scaling was 150 degree C and the best working fluid was R245fa. Cooling tower design obtained from the calculation in order to work properly that has a height of 12.8 m with a diameter of 14.5 m. The amount of fill used is 22 pieces. The pressure loss on the cooling tower is 0.8334 inch H2O (water), so the fan power of 129 HP with diameter of 7.19 m is required. The additional water required is 32.988 m3/h and a pipe diameter is 6.5 cm. From the calculation results obtained that the fan power on the cooling tower is influenced by the temperature of the wet bulb air and the difference in temperature (range) between water out and in. The fan power will affect the efficiency of the cooling tower. The greatest efficiency is 91% when the range of 10 degree C or the water temperature of the output is 29 degree C and the air temperature of the wet bulb is 28 degree C. Therefore, one way to improve the cooling tower performance is to set the range value for the output water to have a temperature almost equal to the temperature of the wet bulb of the environment.

Kata Kunci : Organik, Rankine, Lahendong, Panas Bumi, Menara Pendingin