PEMODELAN SISTEM TURBIN GAS PADA APLIKASI ENHANCED OIL RECOVERY (EOR) INJEKSI UAP

FENDY SATYA ARISTA, Dr. Ing. Sihana

2014 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Enhanced Oil Recovery (EOR) merupakan metode pemulihan minyak bumi yang melibatkan injeksi fluida tertentu, guna mengurangi viskositas minyak di reservoar. Salah satu metode EOR yaitu menginjeksikan uap dengan menggunakan uap air sebagai fluida kerja. Uap air dibentuk melalui pemanasan air murni yang berlangsung pada Once Through Steam Generator (OTSG). Efisiensi OTSG dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan panas sistem lain yang tidak terpakai. Salah satu sistem yang membuang panas yaitu turbin gas. Siklus kombinasi antara turbin gas dengan OTSG dapat dilakukan karena suhu gas buang sistem turbin gas masih diatas 500oC. Pemodelan dimulai dengan memahami proses pada sistem turbin gas. Persamaan ternormalisasi dirumuskan untuk memudahkan analisis terhadap respon sistem. Persamaan model disusun menjadi 3 persamaan yaitu perubahan laju aliran massa gas pembakaran, suhu gas pembakaran, dan kecepatan putar poros. Respon dinamis sistem diwakili oleh kecepatan poros dan suhu gas buang. Respon didapat dari simulasi dengan melakukan perubahan variabel masukan sistem berupa torsi beban, tekanan balik OTSG, dan laju aliran massa bahan bakar. Karakteristik respon didapat dari simulasi. Respon sistem turbin gas dapat didekati dengan persamaan model dinamis orde satu. Nilai konstanta waktu perubahan kecepatan putar didapatkan sebesar 19,17 s untuk masukan perubahan torsi, 17,35 s untuk perubahan tekanan balik, dan 18,27 s untuk masukan perubahan laju aliran massa bahan bakar, sedangkan nilai konstanta waktu perubahan suhu gas buang sebesar 0,93 s untuk masukan perubahan laju aliran massa bahan bakar.

Enhanced Oil Recovery (EOR) is an oil recovery method that involves the injection of fluid which does not originally exist in the reservoir. One of the EOR methods is steam flooding EOR that uses water vapor as the working fluid. Water vapor is formed from pure water that heated inside Once Through Steam Generator (OTSG). The efficiency of OTSG can be improved by using heat from another system. A system that dissipates a lot of heat is gas turbine. Combined cycle between OTSG and gas turbine can be applied because temperature of gas turbine exhaust gas is still above 500oC. Modeling begins with understanding the process that happened in gas turbine. Normalized equation is formulated to simplify the analysis of system response. Model equations are formed into 3 dynamic equations that consist of combustion gas mass flow rate, combustion gas temperature, and shaft rotational speed. The dynamic responses are obtained by changing torque load, OTSG back pressure, and fuel mass flow rate as the system input variables. The characteristic of responses are obtained from the simulation. System responses of gas turbine can be approximated by using first order dynamic model equations. Time constant of shaft rotational speed response is 19.17 s for load torque change, 17.35 s for back pressure change, and 18.27 s for fuel mass flow rate change. Time constant of exhaust gas temperature response is 0.93 s for fuel mass flow rate change

Kata Kunci : EOR, siklus kombinasi, turbin gas, pemodelan