PERANCANGAN MICRO GAS TURBINE BERBAHAN BAKAR BIOGAS SEBAGAI PENGGERAK GENERATOR ELEKTRIK 3 PHASE 50 Hz DENGAN DAYA KELUARAN 3,98 KW PADA PUTARAN 154.000 RPM

Tri Kurniawan, Prof. Ir. Sutrisno, MSME, Ph,D

2012 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Micro gas turbine merupakan turbin gas skala mikro dengan daya elektrik keluaran di bawah 100 kW. Banyak micro gas turbine dikembangkan berbasis pada teknologi turbocharger, karena rentang daya yang dihasilkan hampir sama. Micro gas turbine bekerja pada rasio tekanan yang rendah antara 7 sampai 1 atau 3 sampai 1 dengan kecepatan putaran yang tinggi. Perancangan micro gas turbine ini menggunakan turbocharger Mitsubishi TD04-09B-4 yang memiliki rasio tekanan maksimal 2,68 : 1 dan putaran maksimal 180.000 rpm dengan efisiensi 60 %. Pada perancangan ini dibahas daya yang dihasilkan generator listrik dengan efisiensi mekanis 0,85 sebesar 3,98 . Kompresor micro gas turbine adalah kompresor sentrifugal TD04-09B-4 dengan jenis sudu Backward Curve Vanes yang bekerja pada rasio tekanan 2,14 : 1, laju aliran massa udara terkompresi 0,11 kg/s, dan efisiensi 74 % pada putaran 154.000 rpm. Kompresor ini mengkonsumsi daya sebesar 10,92 . Ruang bakar bertipe Dry-Low NOx Emission dengan Low Swirl Injector yang berbahan bakar biogas. Biogas dibakar pada campuran miskin dengan laju aliran massa bahan bakar 0,001579 kg/s. Parameter beban ruang bakar sebesar 0,7583 . , . dengan equivalence ratio 0,82. Turbin gas 900 Inward Flow Radial Turbine TD04-9B-4 bekerja pada 900 K dengan daya 15,85 kW pada efisiensi 84 %. Recuperator bertipe plane-type counter-flow heat exchanger memiliki efektifitas perpindahan panas 0,87 dan koefisien konveksi total 0,049 yang dapat menaikkan temperatur udara terkompresi dari 399,43 K hingga 722,51 K. Poros bertingkat TD04-09B-4 berbahan inconel 718. Tegangan geser maksimum sebesar 8,18 / , lenturan 2,62 .10 ,serta rasio putaran maksimum dan kritis poros 0,33 . Sistem pelumasan yang digunakan adalah lube oil system dengan pompa sirkulasi minyak pelumas berkapasitas 2,369 .10 , tekanan 5,58 MPa, dan daya 132,29 W.

Kata Kunci : micro gas turbine, TD04-09B-4, Low Swirl Injector, plane-type counter-flow heat exchanger