Perancangan Pembangkit Listrik Berbasis Siklus Rankine Organik dengan Air Panas Buang PLTP Sebagai Sumber Panas Sub Unit : Suplai Panas

FAHMI FAHRUROZI, Dr.-Ing. Sihana; Ir. Ester Wijayanti, M.T.

2015 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Air panas buang hasil separator sumur dua fase pada PLTP di daerah Dieng memiliki potensi energi kalor untuk dikonversi menjadi energi listrik. Air panas buang memiliki laju aliran massa 51,64 kg/s, tekanan 13,3 bar dan suhu 187°C. Pada penelitian ini dilakukan pemodelan sistem termodinamik dari pembangkit listrik berbasis siklus Rankine organik atau Organic Rankine Cycle (ORC) dengan sumber panas yaitu air panas buang PLTP dan perancangan komponen sub unit suplai panas berupa heat exchanger, pompa air panas buang, dan pompa thermal oil. Pemodelan sistem pembangkit listrik berbasis siklus Rankine organik dengan sumber panas air panas buang PLTP menghasilkan daya bersih 1,152 MW dan efisiensi sistem 7,71%. Untuk plate and gasket heat exchanger, overall heat transfer yang dihasilkan sebesar 1.095,9 W/m^2 K dan luas area perpindahan panasnya sebesar 271,21 m^2. Pressure drop yang bekerja pada air panas buang sebesar 0,038 bar dan pressure drop yang bekerja pada Dowtherm J sebesar 0,0332 bar sehingga membutuhkan total daya pompa untuk mengalirkan kedua fluida tersebut di dalam heat exchanger sebesar 0,76 kW. Air panas buang dan thermal oil menggunakan pompa tipe sentrifugal single stage 3.500 rpm. Daya yang dibutuhkan untuk mengalirkan air panas buang selama proses di sub unit suplai panas adalah sebesar 11 kW, sedangkan untuk thermal oil adalah sebesar 29 kW.

Geothermal waste hot water in PLTP Dieng has heat potential that can be converted into electricity. Geothermal waste hot water has 51,646 kg/s mass flow rate, 13 bar pressure, and 187 °C temperature. This research modeling organic Rankine cycle power plant thermodynamics system with geothermal hot water as heat source and designing heat supply sub unit in form heat exchanger, hot water pump and thermal oil pump. Based on model, utilizing geothermal waste hot water with organic Rankine cycle power plant can generate 1,152 MW net power output and the system has 7,7% efficiencies. For the heat exchanger, plate and gasket heat exchanger is selected and it has 1.095,9 W/m K overall heat transfer coefficient and needs 271,21 m2 heat transfer area. In heat exchanger, pressure drop works on waste hot water is 0,038 bar and for waste hot water is 0,0332 bar, therefore the power that pumps need to flow both fluid in heat exchanger is 0,76 kW. Centrifugal type pump is used to pump geothermal waste hot water and thermal oil along the process in heat supply sub unit. Centrifugal pump needs 11 kW power to pump geothermal waste hot water and 29 kW power to pump thermal oil along the process in heat supply sub unit.

Kata Kunci : energi panas bumi, siklus Rankine organik, small scale power generation, plate and gasket heat exchanger, pompa sentrifugal, R245fa.