Perancangan Awal Pembangkit Listrik Siklus Rankine Organik (SRO) Memanfaatkan Air Garam PLTP Lahendong Unit III, Studi Kasus: Penukar Kalor Perantara

UTAMI RAHMI HARTINI, Dr. -Ing. Sihana; Ir. Kutut Suryopratomo, M.T., M.Sc.

2018 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

PLTP Lahendong Unit III yang terletak di Tomohon, Sulawesi Utara merupakan sistem hidrotermal dengan tingkat kebasahan 80 persen memiliki residu air garam dengan suhu 180,8 derajat Celcius dan laju massa sebesar 173,56 kilogram tiap detik sebagai hasil pemisahan dari flasher bertekanan 10,23 bar. Air garam tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber kalor aplikasi SRO untuk menghasilkan tenaga listrik tambahan dengan pemodelan sistem pembangkit listrik mengikuti skema modular SRO. Pemodelan dibagi menjadi 2 sistem identik yang menggunakan setengah laju massa air garam. Penambahan penukar kalor perantara dibutuhkan agar penyaluran air garam dapat dibuat untuk tidak kontak langsung dengan sistem dikarenakan air garam mengandung kristal silika yang berpotensi mengendap pada suhu tertentu. Suhu operasi komponen ini bergantung pada perhitungan nilai Silica Scaling Index (SSI). Pencarian kondisi operasi dicari dengan menyimulasikan sistem yang nilai operasi tekanan masukan turbinnya divariasikan dan perancangan penukar kalor perantara menggunakan metode Kern. Kriteria optimal mempertimbangkan parameter keselamatan, kemampuan kerja siklus, dan ekonomi. Kondisi operasi yang optimal didapatkan ketika menggunakan R245fa sebagai fluida kerja dan tekanan masukan turbin sebesar 20 bar. Hasil simulasi dari sebuah modul memberikan daya bersih dan efisiensi termal sebesar 1,29 MW dan 11,41 persen. Perancangan komponen penukar kalor perantara dengan laju transfer kalor sebesar 11,34 MW menghasilkan nilai koefisien transfer kalor keseluruhan sebesar 1302,633 Watt tiap meter persegi tiap Kelvin dan luas transfer kalor yang dibutuhkan sebesar 292,18 meter persegi. Jika pemodelan ini ingin direalisasikan maka estimasi overnight cost adalah sebesar 934,5 US Dollar tiap kW

Geothermal Powerplant Lahendong Unit III in Tomohon, North Sulawesi is a hydrothermal system with vapor quality only 20 percent produces brine residue with temperature of 180.8 degree of Celcius and mass rate of 173.56 kilogram per second as a result of separation from 10.23 bar pressure flasher. Brine can be used as heat source for ORC application to produce more electricity with powerplant modeling follows ORC modular scheme. The modeling can be divided into 2 identical systems that use half of the mass rate of brine. Addition of an intermediate heat exchanger is required for brine delivery to not contact with the system due to the brine containing silica crystal that may potentially precipitate at a certain temperature. The operating temperature of this component will depend on the calculation of the value of Silica Scaling Index (SSI). System model being simulated to find optimal operation condisition by variate the value of inlet pressure of turbine operation and the design of intermediate heat exchanger will use Kern method. Optimal characteristic are considered by parameter of safety, work cycle and economic capacity. The result of simulation gives the net gain and thermal eficiency for a module are 1.29 MW and 11.41 percent. The design of intermediate heat exchanger with heat transmitt of 11,34 MW has overall heat transfer coefficient of 1,302.633 Watt per square meter per Kelvin and heat transfer area needed is 292.18 square meter. If this modelling will be realized then the estimated overnight cost required is about 934,50 US Dollar per kW.

Kata Kunci : pembangkit listrik tenaga panas bumi, siklus rankine organik, silica scaling index, metode kern, penukar kalor perantara