Studi Pengujian MGT Berbahan Bakar Campuran LPG dan Briket Bambu serta Simulasi Tekanan Temperatur dengan Perangkat Lunak

Fatkur Rachmanu (Politeknik Enjinering Indorama)
Mokhamad Is Subekti (Politeknik Enjinering Indorama)
Widodo Widodo (Politeknik Enjinering Indorama)

Jurnal Rekayasa Mesin
Vol 17, No 2 (2022): Volume 17, Nomor 2, Agustus 2022

Turbin gas merupakan salah satu penggerak mula siklus terbuka dengan bahan bakar berupa minyak bumi, gas alam ataupun campuran antara minyak bumi dan gas. Dalam perkembangannya turbin gas dapat dibuat dalam skala mikro dengan membalik prinsip turbocharger menjadi turbin gas mikro. Penelitian ini meliputi pengujian turbin gas mikro atau micro gas turbine (MGT) yaitu menggunakan 2 turbocharger yaitu 1 sebagai turbin gas penggerak kompresor (high pressure turbine) dan 1 turbine gas penggerak generator arus searah (low pressure turbine). Dalam penelitian ini menggunakan 1 ruang bakar dengan desain tertentu. Tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan  dan meneliti hasil pengujian langsung pada mesin dan simulasi penggunaan perangkat lunak untuk memberikan gambaran fundamental tentang permodelan kinerja turbin gas mikro. Metode penelitian yang digunakan adalah menggunakan metode kuantitatif  berupa pengambilan data besaran fisik temperatur dan tekanan dengan pengujian langsung pada mesin menggunakan turbocharger DH 300-7 untuk turbin kesatu dan PC 200-8 untuk turbin kedua. Karena tumpuan poros menggunakan bantalan luncur (journal bearing) maka MGT dapat dilakukan dengan pengujian putaran turbin kesatu sebesar 16.000 rpm, pengujian kedua menggunakan putaran 20.000 rpm dan terakhir 25.000 rpm. Dalam penelitian ini hasil uji performa MGT dimasukkan dalam perangkat lunak Thermoflow, untuk memberikan gambaran fundamental tentang permodelan kinerja MGT lebih lanjut. Ditarik kesimpulan bahwa semakin tinggi putaran akan menghasilkan daya yang meningkat, tekanan dan temperatur pada sisi keluar kompresor semakin meningkat, tekanan dan temperatur pada sisi keluar dari ruang bakar semakin meningkat serta tekanan dan temperatur keluar dari turbin 1 meningkat juga temperatur keluar dari turbin 2 meningkat. Berlaku tren peningkatan tekanan pada lokasi pengamatan pada setelah keluar kompresor dan pada ruang bakar serta sedikit menurun akibat kehilangan tekanan (pressure drop) di tengah ruang bakar dan menurun setelah keluar turbin 1 dan keluar turbin 2. Tren temperatur secara umum meningkat dari keluar kompresor, ruang bakar, turbin ke 1 dan menurun sebelum masuk dan keluar turbin 2. Terjadi perbedaan antara hasil pengukururan langsung dan simulasi menggunaan perangkat lunak yaitu karena pengukuran langsung hanya mengukur kondisi fisik diluar (casing) mesin secara manual dan kondisi lingkungan yang berubah-ubah, berupa angin, kelembaban. Kondisi mesin berbeda saat pengujian 16.000 rpm mesin cenderung lebih dingin dibanding 20.000 rpm dan 25.000 rpm, kehadiran oli pendingin mesin serta desain ruang bakar. Untuk simulasi perangkat lunak menggunakan perhitungan berulang berupa iterasi menggunakan persamaan matematika secara ideal dan bersifat numerik serta kemungkinan adanya asumsi yang tidak pasti.